Sens war während der Hugenottenkriege ein Zentrum des Katholizismus. Hier wurden 1562 viele Hugenotten ermordet, und es gehörte zu den ersten Städten, die sich der Heiligen Liga anschlossen. In der Folge widerstand Sens auch von 1590–94 Heinrich IV., wofür er der Stadt ihre Privilegien aberkannte. 1622 wurde Paris, das bisher ein Suffraganbistum der Erzdiözese Sens war, zu einem eigenen Erzbistum erhoben und erhielt auch die Jurisdiktion über die bislang zur Erzdiözese Sens gehörigen Bistümer Chartes, Orléans und Meaux. Während des Sechsten Koalitionskriegs gelang es württembergischen und österreichischen Truppen, das von General Jacques Alexandre Allix de Vaux hartnäckig verteidigte Sens 1814 zu erstürmen. Das 1801 aufgehobene Erzbistum Sens wurde 1822 wiederhergestellt. Im Deutsch-Französischen Krieg wurde Sens 1870/71 von deutschen Truppen besetzt.