Otto I. wurde 936 in Aachen zum ostfränkischen König gekrönt. Die Stadt blieb damit für die nächsten 600 Jahre Krönungsort der deutschen Könige („sedes regia“). Bis 1531 wurden 30 deutsche Könige im Aachener Münster, dem heutigen Dom, gekrönt; der letzte war Ferdinand I. Nachdem der Gegenpapst Paschalis III. Karl den Großen 1165 heiliggesprochen hatte, erhielt Aachen am 8. Januar 1166 als caput civitatum („Haupt der Städte“) und als caput et sedes regni Theutonici („Haupt und Sitz des Deutschen Königreichs“[58] – sic!) durch einen als Karlsprivileg bezeichneten Freiheitsbrief Kaiser Friedrich Barbarossas die Stadtrechte sowie das Markt- und Münzrecht verliehen und wurde eine Reichsstadt.[59] Seine Einwohner wurden von der Lehenshörigkeit befreit. Aus dieser Zeit stammt der Reichsadler im Stadtwappen. Am 29. Juli 1215 bestätigte Kaiser Friedrich II. der Stadt Aachen alle Rechte, die sie seit Karl dem Großen erhalten habe.[60]
Aachen mit seinen zwei Stadtmauern, Merian 1645
Der Bau der inneren Stadtmauer geht auf Kaiser Barbarossa zurück; sie wird deshalb bis heute Barbarossamauer genannt. Mit ihrem Bau wurde 1171 begonnen. Sie verläuft ungefähr entlang des heutigen Grabenrings. 1248 fiel Aachen nach sechsmonatiger Belagerung an Wilhelm von Holland, der hier zum König gekrönt wurde. Die Belagerung hatte nur deshalb Erfolg, weil die Belagerer das Wasser der Bäche bei ihrem Austritt aus dem Talkessel östlich der Stadt aufstauten und damit einen großen Teil des damals ummauerten Stadtgebiets unter Wasser setzten.[61] Richard von Cornwall, der 1257 in Aachen gekrönt wurde, förderte den Bau des äußeren Mauerrings, dessen Bauzeit etwa 100 Jahre betrug. Er verlief entlang des Alleenrings und wies elf Stadttore und 22 Türme auf. Erst 1841 wurde die erste Wohnbebauung außerhalb der durch diese Mauern umgebenen Altstadt errichtet; das Bahnhofsviertel und die Theaterstraße entstanden.
Karte des Aachener Reichs
Im Jahr 1336 wurden der Reichsstadt Aachen durch Kaiser Ludwig IV. die Stadtrechte erneut bestätigt und auf das Gebiet des Aachener Reichs ausgeweitet. Dieses umfasste neben dem innerhalb der Barbarossamauer gelegenen Stadtbezirk die außerhalb der Mauer gelegenen sieben Quartiere, die Aachener Heide, den Stadtbusch und den Reichswald. Diese Außenbezirke dienten unter anderem der land- und forstwirtschaftlichen Versorgung der Stadtbevölkerung und bedurften ebenso wie auch die Stadt selbst eines besonderen Schutzes, um sie vor Raub und durch feindliche Truppen zu schützen, weswegen man als Befestigungsanlage Bau des Aachener Landgrabens beschloss.
1258 wurde erstmals der Tuchwalker erwähnt. Die Tuchfabrikation in Aachen war jahrhundertelang der wesentliche Wirtschaftsfaktor Aachens.
Bedingt durch die reichhaltigen Erzvorkommen in der Umgebung, z. B. Zinkerz (Galmei) am Altenberg (heute Kelmis) und in Stolberg, wurde Aachen ein europäisches Zentrum der Messingindustrie und der Kupferverarbeitung – insbesondere im 16. Jahrhundert. Mit den Aachener Religionsunruhen der Reformationszeit und der Vertreibung der Protestanten verließen viele Kupferschläger, die diesem Glauben angehörten, die Stadt und siedelten sich im liberaleren Umland (Vaals und Stolberg) an.
Seit dem 13. Jahrhundert wurde die Aachener Heiligtumsfahrt durchgeführt, die mit der Zeigung der Aachener Heiligtümer alle sieben Jahre ab 1349 ihren Höhepunkt erreichte.
Das heutige Aachener Rathaus wurde 1349 auf Initiative der Aachener Bürgerschaft unter Leitung ihres amtierenden Bürgermeisters Gerhard Chorus auf den Resten der baufälligen Königshalle der Kaiserpfalz errichtet. Zuvor hatte das Grashaus diese Funktion innegehabt, wurde aber parallel weiterhin bis ins 18. Jahrhundert hinein für Rats- und Gerichtsversammlungen dazu genutzt. Ein weiteres Rathaus (der Pützer-Bau) wurde im Jahre 1903 am Katschhof errichtet. Es ist im Zweiten Weltkrieg teilweise zerstört und in den 1950er Jahren abgerissen worden; heute steht an dieser Stelle ein Verwaltungsgebäude.
Politisch in das System der Reichskreise eingebunden wurde Aachen 1500, als es Teil des Niederrheinisch-Westfälischen Reichskreises wurde.
Im 16. Jahrhundert begann der Niedergang der Stadt. Mit der Loslösung der Niederlande vom deutschen Reich verlor Aachen seine geographisch zentrale Position und wurde fortan von Frankfurt als Krönungsort abgelöst. Während der Reformation kam es zu massiven Unruhen zwischen Katholiken und Protestanten.
