Буђење националне свести и догађаји око сече кнезова довели су до подизања Првог српског устанка 1804. године. Устанак под вођством Карађорђа имао је од самог почетка за циљ и ослобађање Београда. После две године борби, град је освојен 1807. године. Карађорђе је београдску варош освојио 1806, а Београдску тврђаву 1807 године.

На данашњи дан 1806. године, у Првом српском устанку је ослобођена београдска варош, а Турци су потиснути у Калемегданску тврђаву.

Карађорђе је с устаницима кренуо у ослобођење београдске вароши 12. децембра (по старом календару 30. новембра), јуришом дванаест хиљада бораца. Одлука је била да се граду приђе у тишини и да се користи хладно оружје.

Борба је трајала читаве ноћи, а од истакнутијих устаника у њој је изгубио живот Васа Чарапић. У граду је, као представник турске власти остао Сулејман-паша, који је већ 27. дана истог месеца напустио Београд са својом пратњом.

Око 25.000 српских устаника под вођством Карађорђа Петровића град је затекло у рушевинама. Он постаје престоница тек ослобођеног дела Србије и симбол слободарских традиција њеног становништва. По обнови он постаје и значајан привредни, трговачки и културни центар. У њему је већ 1807. године заседао Правитељствујушћи совјет (српска влада), а од 1811. године ту се налазе и прва министарства.

Из Војводине и других крајева долазе виђенији људи и интелектуалци, међу којима Сима Милутиновић и Доситеј Обрадовић, који је 1808. године основао прву Велику школу.Динамичан развој Београда прекинут је турским освајањем 1813. године, а репресалије које су уследиле довеле су до устанка 1815. године. Вођа устанка, кнез Милош Обреновић, успео је да унесе више дипломатије у односе са Турцима. Он у Београд, уз одређене повластице, све више насељава српски живаљ са југа, па Турци, готово у бесцење, почињу да продају имања и куће. Турци су задржали тврђаву, док је варош припала Србима. У граду се подижу први значајни објекти: Конак кнегиње Љубице, Саборна црква, дворски комплекс у Топчидеру… Сем своје привредне функције Београд је постао и значајно културно средиште. Из Крагујевца 1835. године је пренета штампарија и почеле су да излазе “Новине српске”. Отворена је Богословија, прва гимназија и град постаје уточиште бројних културних стваралаца тог времена попут: Вука Караџића, Стерије Поповића, Јоакима Вујића, Димитрија Давидовића и других.

Присуство турске војске у тврђави спутавало је развој Београда. Међутим, догађаји око убиства једног српског дечака на познатој Чукур чесми, када је дошло до бомбардовања београдске вароши, бивају повод да се почне преговарати око дефинитивног одласка турске војске из српских градова.

После владавине од 346 година, Турци 18. априла 1867. године дефинитивно напуштају Београд. Београд је постао слободан симболичном предајом кључева када су и турске војничке страже замењене српским војницима, а поред заставе Турске подигнута је и застава Србије. Кнез Михаило Обреновић пресељева у Београд престоницу из Крагујевца.То је био нови подстицај бржем привредном и културном развоју града. У другој половини XIX века извршена је и његова урбанистичка и остала европеизација.

Централни положај имала је улица Кнеза Михаила, најкраћа веза између тврђаве и вароши. Она убрзо постаје и најважнији трговачко пословни центар, какву је улогу и данас задржала. Старе занате замењује индустрија, а трговину и саобраћај поспешује изградња пруге Београд-Ниш 1884. Град добија струју, трамвај, паробродско друштво и значајне научно културне установе (Велика школа 1863, Народно позориште 1869…).