Nel sec. XI, l' incremento demografico contribuì alla nascita di nuclei abitativi fuori dal castrum, e, attorno al 1090, a un primo tratto di mura; nel 1099 la scelta dei primi consoli sancisce il passaggio a istituzioni comunali. È il XII secolo il periodo in cui Viterbo, libero comune, si assicura il possesso di numerosi castelli: in tal senso la protezione di Federico I (presente nella città nel 1162) , e il suo riconoscimento del comune viterbese, conferisce legittimità alla sua politica di espansione. Nel 1172 viene distrutta la città di Ferento il cui simbolo (una palma) viene aggiunto a quello di Viterbo (il leone) emblema tutt'ora vigente, attorno al 1190 viene assediata Corneto, l'imperatore attacca Roma con l'esercito viterbese. Il "districtus" del comune aumenta considerevolmente.

Ulteriore elemento che accresce il prestigio e l'importanza politica di Viterbo, è la sua elevazione a cattedra vescovile nel 1194 ai danni di Tuscania, la cui precedente predominanza nella Tuscia romana viene meno. All'inizio del XIII secolo la città viene inserita nell'orbita papale, soprattutto con il disegno di Innocenzo III, che tentò di costituire uno stato territoriale: Viterbo nel 1207 ospitò il Parlamento degli stati della Chiesa. Tuttavia la città, insofferente per la presenza papale invocò la protezione di Federico II: si apre così fino al 1250 circa un periodo di lotte interne tra guelfi (la famiglia dei Gatti) e ghibellini (i Tignosi). Si inserisce in questo contesto di aspre lotte civili e religiose la vita della più illustre figlia di Viterbo: Santa Rosa (da Viterbo), che visse tra il 1233 e il 1251. Si ricordano non solo suoi miracoli in vita e post mortem, ma anche, benché fosse giovanissima morendo ad appena 18 anni, la sua coraggiosa predicazione contro gli eretici e i ghibellini, che animò i Viterbesi a resistere contro l'assalto dell'esercito di Federico II.

Il fallito assedio degli imperiali nel 1243, e il successo dei Guelfi sancisce per la seconda metà del XIII secolo la definitiva politica filo-papale: la famiglia dei Gatti monopolizza le cariche municipali e i pontefici scelgono Viterbo come sede papale. L'episodio discriminante, che attira l'attenzione su Viterbo, è l'elezione pontificale di Gregorio X: i cardinali che dovevano eleggere il successore di Clemente IV si riunivano inutilmente da quasi tre anni, quando il popolo viterbese sdegnato di tanto indugio, sotto la guida del Capitano del popolo Raniero Gatti, giunse alla drastica decisione di chiudere a chiave i cardinali nella sala dell'elezione (clausi cum clave), nutrirli a pane e acqua, e scoperchiare il tetto lasciandoli alle intemperie, finché non avessero eletto il nuovo Papa; così abbastanza rapidamente i cardinali scelsero Gregorio X ( 1271 ), il quale stabilì che anche le future elezioni papali avvenissero in una sede chiusa a chiave: era nato il Conclave  ! Dal 1261 al 1281 in Viterbo si tennero ben cinque conclavi. Nell'ultimo di questi il popolo sobillato da Carlo d'Angiò, irruppe nella sala del conclave e mise al carcere duro il cardinale Matteo Orsini. Il nuovo papa che uscì da questo conclave funestato dall'invasione del popolo viterbese fu un francese, proprio come voleva Carlo d'Angiò. Martino IV, appena eletto, anzichè ringraziare i viterbesi che mettendo in difficoltà i cardinali della famiglia Orsini, avevano favorito la sua elezione, lancerà sulla città di Viterbo un pesante interdetto e l'abbandonerà in fretta e furia con tutta la corte pontificia. Si chiude con questo spiacevole episodio, il periodo aureo di Viterbo. I papi non verranno più ad abitare in questa splendido comune dell'alto Lazio. Infatti, con la curia papale a Viterbo, questa città aveva raggiunto il suo massimo splendore. Economico, come centro posto lungo vie di comunicazione importanti, e architettonico, con l'edificazione di edifici pubblici municipali, torri, chiese nel fiorire dello stile gotico che i cistercensi avevano inaugurato nel luogo con l'Abbazia di S. Martino al Cimino.

L'esilio avignonese dei papi contribuì alla decadenza della città e al riaprirsi delle lotte interne. L'effimera ricostituzione del Patrimonio di S. Pietro del cardinale Egidio Albornoz, non impedì ai nobili Gatti e ai prefetti di Vico di imporsi, con istituzioni ormai di tipo signorile, a Viterbo.

Viterbo nel 1867 con la colonna garibaldina Acerbi fu testimone della sfortunata Campagna dell'Agro Romano per la liberazione di Roma conclusa a Mentana il 3 novembre con la sconfitta di Garibaldi da parte dei pontifici e francesi. Notizie sulla Campagna nel viterbese presso il Museo Nazionale di Mentana, www.musementana.it.

L'età moderna per Viterbo è un periodo di scarsa vitalità, economica e culturale: dal XVI secolo segue le sorti dello Stato della Chiesa e tramonta del tutto la vocazione internazionale che aveva assunto nei secoli del basso medioevo.