背景
遷都前的南京
明成祖像明初的南京城自外而內，有外城、內城、皇城、宮城四層。內城周長九十六里，外城周長一百八十里，是全國最大的城市。與歷代故都近似方形的布局不同，明南京城形狀頗不規則。遷都前的北京
北京位於華北平原的北端，三面環山，俯瞰中原，號為形勝。自唐朝安史之亂以來，北京（范陽）在全國的地位日漸顯著。北京是遼的南京，金元兩代的故都。
洪武元年（1368年），徐達攻克元大都，大都改稱北平。徐達將城中部分居民遷往開封，平毀了元朝宮殿，其在舊址堆土築成景山；為了便於防守，將北面城垣南移。由於運河淤塞，南方的物資主要改由海運和陸運轉運。這樣，原本繁華的元朝京師大都城變成了一座相對冷清的北方邊城。
洪武三年，太祖四子朱棣受封燕王。洪武十三年，燕王之國，在北平設立王府，俗謂燕京。徐達死後，華北邊防部隊多由燕王節制，北平也就成為明朝北部邊防的中心。
過程
明太祖的遷都打算由於歷代統一王朝的都城都在中原，明朝統一全國之初，明太祖便打算擇機將京師遷往北方。洪武元年，下詔以汴梁為北京，以金陵為南京，效仿周唐的兩京故事。洪武二年，朱元璋又在故鄉鳳陽建設中都，同時下令從江南移民中都。但是開封和鳳陽都是久經戰亂，破敗不堪，難以承擔京師的重任，朱元璋於是放棄了遷都這兩處的打算。洪武十一年，罷北京，改南京為京師。
南京皇宮是填湖所建。建成之後，由於地表下沉，逐漸形成南高北低的態勢，在風水上是不祥的徵兆。洪武二十四年，明太祖派遣太子朱標考察關中地區，為遷都西安作準備。然而第二年朱標病逝，沉重打擊了明太祖，令其不願再勞師動眾地更換京師。
靖難之役後的永樂元年（1403年），禮部尚書李至剛等奏稱，燕京北平是皇帝“龍興之地”，應當效仿明太祖對鳳陽的做法，立為陪都。明成祖於是大力擢升燕京北平府的地位，以北平為北京，改北平府為順天府，稱為“行在”。同時開始遷發人民以充實北京；被強令遷入北京的有各地流民、江南富戶和山西商人等百姓等。
永樂四年，下詔興建北京皇宮和城垣。
永樂七年，明成祖以北京為基地進行北征，同時開始在北京附近的昌平修建長陵。將自己的陵墓修在北京而不是南京，證明明成祖已經下定決心要遷都。
永樂八年，親征回師後，明成祖下令開會通河，打通南北漕運。永樂十三年完工，從此北京所需物資可以通過相對經濟地運輸。
永樂十四年，明成祖召集群臣，正式商議遷都北京的事宜。對於提出反對意見的臣工，明成祖一一革職或嚴懲，從此無人再敢反對遷都。次年，北京紫禁城正式動工。
永樂十八年，北京皇宮和北京城建成。北京皇宮以南京皇宮為藍本，而規模更勝一籌。新修的北京城周長四十五里，呈規則的方形，符合《周禮·考工記》中理想的都城的形制。明成祖下詔正式遷都，改金陵應天府為南京，改北京為京師，但在南京仍虛設了沒有太多實權的六部等中央機構，稱南京某部。
剛剛遷都幾個月的永樂十九年初夏，紫禁城的奉天、華蓋、謹身三大殿遭雷擊，盡皆焚毀。朝野議論紛紛。禮部主事蕭儀認為，遷都後諸事不便，且棄絕皇脈與孝陵，有違天意。成祖大怒，立即處死了蕭儀。
明成祖死後，明仁宗即位。明仁宗長期作為太子在南京監國，即位後，面對殘破的北京皇宮，立刻有還都南京的打算，下令修葺南京宮殿。隨即，北京六部原印信收回，新印信重又加印“行在”，等於廢除了北京作為京師的地位。但仁宗享國日短，未滿一年即已駕崩，此時還都的實際行動尚未展開。儘管仁宗的遺詔中強烈表明了他希望還都的意願，繼位的明宣宗還是暫緩了還都的計畫。明宣宗的兒子明英宗繼位後，正式確定北京為明朝京師，不再稱行在，從此終明一代再未改變。
影響及爭議
政治和軍事大都陷落、元朝滅亡約半個世紀後，全國的政治中心再度回到北方。自石敬瑭向契丹割讓燕雲十六州後，北京附近已有約500年不在漢族朝廷中央政權控制之下（若從安史之亂、河北藩鎮興起算起則更長）；而靖康之變後，整個華北地區也已經有近250年由異族統治。成祖遷都後，北京及其周邊成為明朝的核心統治地域，漢族政權對華北的控制達到前所未有的程度。
讚賞成祖遷都的意見認為，由於首都距離長城很近，中央政府可以有效地管理和調動軍隊抵禦侵略。成祖本人就曾以北京為基地五次北伐元朝的殘餘勢力，北京在軍事指揮上的優點是處於後方的南京無法比擬的。同時，天子戍邊的氣勢以及皇宮和先帝陵寢俱在前線的事實，使朝廷上下在面對危機時更有抵抗的決心；例如土木堡之變、京軍覆滅之後，明朝堅決地組織了北京保衛戰，而不是像西晉、北宋一樣放棄北方。
而反對者則認為，一方面遷都北京給明朝財政造成了巨大的壓力，另一方面北京地位陡然提升，令整個北方防線在向內收縮的同時也向北京集中，反而破壞了明太祖時北方邊防的均衡配置。明宣宗放棄開平等三衛後，長城以外明軍再無據點，令北京暴露了兩翼，也失去了戰略縱深，使京師長期處於外敵的直接威脅下，同時也是明中期蒙古在大漠、明後期女真在遼東坐大的重要肇因。
明朝初期，華北相對於江南的貧困相當明顯。北京的建設使北方的生產和人口迅速恢復。但是，作為一個巨大的消費城市，京師對物資的大量需求無法就近解決，必須依賴於大運河從江南轉輸。因此在明清兩朝，漕運均具有極其重要的經濟地位。漕運的繁盛帶動了運河沿線市鎮的發展，如揚州、臨清和滄州等，進一步促進了北方經濟的恢復。
而反對者一般認為，政治中心和經濟中心的過分遠離為明朝和繼之的清朝經濟增添了巨大的、不必要的負擔。另一方面，由於大運河關乎京師命脈，漕運從純粹的經濟行為上升為帶有明顯政治意義的行為。在運河沿線發生水患時，公家卻只會優先保護漕運的利益，而往往忽視周邊百姓的安全。
