三国时期，孙权于211年自京口迁治秣陵，次年改名建业，从此除221-229年、265-267年两次迁都武昌（今湖北鄂城）外，建业都是孙吴政权的都城，直至280年为西晋所代。西晋为避愍帝司马邺讳，改名建康。
316年西晋覆灭，317年镇守建康的琅邪王司马睿称晋王，次年称帝，史称东晋，建康成为东晋的首都。以后宋、齐、梁、陈四代，除梁元帝都江凌二年外，其他时间都以建康都城。自孙权起至589年隋灭陈，建业、建康为南中国首都共330年。
隋灭陈，建康宫室城池被毁。以后，建康有时是一个不重要的州治，有时只是一个县治。直至五代杨吴政权时，才在此设金陵府，936年又以金陵府为西都，次年改称江宁府。937年徐知诰夺杨吴帝位，是为南唐，将首都从扬州迁至江宁府。南京再次作为长江下游地区政权的政治中心。直至975年宋灭南唐。
1356年元末朱元璋攻下集庆路（治今南京），改称应天府，成为他所建吴国的首府。1368年称帝后，应天府成为全国的首都。朱元璋曾欲定都开封，故称应天府为南京，开封府为北京。1378年开封府罢称北京，南京遂改称京师，正式定为首都。1421年永乐帝朱棣迁都北京，改北京为京师，原京师为南京。此后明一代均以南京为陪都，设与京师一样的中央机关。1644年北京陷落，福王即位于南京，一年后即为清兵所灭。
清改应天府为江宁府，废南京称号，但民间仍沿称南京不改。
1853年太平军攻下江宁府，改称天京，定为首都。1864年为清军攻陷，持续了12年。1912年中华民国临时政府在此建都，三个月后迁都北京。1927-1949年国民党政府定都于此。其间曾迁避日本侵略军迁都武汉、重庆8年。
南京建都的历史共440多年，但作为全国性政权首都仅明初53年和民国十余年。
