Affranchie du pouvoir épiscopal, Strasbourg est proclamée ville libre impériale par Charles IV. En cette période de trouble politique, la cité va cependant accroître sa notoriété et de nombreux édifices vont voir le jour. L’Ancienne Douane, inaugurée en 1358, est un élément essentiel du développement de la ville. En effet, le Rhin est déjà un lieu de passage majeur pour le transport des marchandises. La puissante corporation des bateliers exerce un contrôle strict sur les marchandises en transit (notamment du vin) et prélève des taxes qui participeront dans une large mesure au développement de Strasbourg. À la fin du XIVe siècle, un nouvel agrandissement de la ville est entrepris. Toute la cité se transforme en un véritable chantier d'églises, fondées par des moines ou des familles nobles. Parmi les plus anciennes, Saint-Pierre-le-Vieux, Saint-Pierre-le-Jeune, Saint-Thomas. À côté des églises, une vingtaine de couvents voient le jour. De cet ensemble demeure le cloître de l'église Sainte-Madeleine et celui de Saint-Pierre-le-Jeune. En 1441, un nouveau grenier à blé est édifié pour faire face à la demande croissante. D’une hauteur de cinq étages, et long de 131 mètres, il peut accueillir 4 000 rézeaux de grains. Le quartier de la Krutenau est intégré dans l’enceinte fortifiée de la ville. En 1404, la ville de Strasbourg s'étend sur 2 km², mais son agglomération atteint une surface de 40 km².

À cette époque, de nombreux tournois ont lieu à l’endroit de l’actuelle place Broglie. En 1390, la fête dure quatre jours et réunit quelque 3 000 visiteurs, 300 chevaliers et 2 200 chevaux.

En 1439, après quatre siècles de construction, la flèche de la cathédrale Notre-Dame est achevée. Elle est alors le monument le plus haut de la chrétienté et symbolise la puissance de la ville.

Cinq ans plus tard, en 1444, Strasbourg compte 26 000 habitants - dont 10 000 réfugiés de la guerre de Cent Ans qui vivent extra-muros - et peut soulever, à tout moment, une armée de 4 500 hommes. Son enceinte fortifiée et son impressionnant dispositif d’artillerie en font une place fortifiée de tout premier plan. La ville est à son apogée.

La vie intellectuelle est marquée au XVe siècle par la révolution de l'imprimerie. Né à Mayence et installé à Strasbourg depuis 1434, Johannes Gutenberg conçoit l’imprimerie à caractères mobiles. Strasbourg devient très vite un des grands centres de l'imprimerie, puisque dès la fin du XVe siècle la ville compte une dizaine d’ateliers d’imprimerie. De fait, Strasbourg va attirer nombre d’intellectuels et d’artistes. Sculpteurs, architectes, orfèvres, peintres, horlogers, la ville excelle dans de nombreux domaines. Strasbourg était une ville très influente d'où son statut très spécial et unique de "ville libre" elle produisait sa propre monnaie avec un commerce développé et grâce à sa situation géographique pouvait exporter et importer des produits.