A Medicitől az egyesítésig
Cosimo de’ Medici (idősebb Cosimo) lett Firenze vezető polgára, miután 1434-ben visszatért egyéves száműzetéséből. Ezt a pozíciót nagy vagyona (Európa legnagyobb bankhálózatának eredménye) és kiterjedt mecénási kötelezettségeinek hálózata révén érte el. Bár soha nem vállalt közhivatalt, frakciója uralta a várost. Egyre fényűzőbb életet élt, ami a Medici-palota hivalkodásából és az olyan templomok mecenatúrájából, mint a San Lorenzo és a Szent Márk kolostor, Fra Angelico freskóival, is kitűnik. A kultúrába való befektetés, beleértve a művészek és építészek pártfogását, valamint a könyvek és kéziratok vásárlását, a Mediciek arisztokratikus életmódjának alapvető kifejeződése lett; ezt folytatta Cosimo fia, Piero és unokája, Lorenzo (akit “a csodálatosnak” neveztek). Firenzét most már csak névleg egy Medici herceg irányította, akinek a helyzete hasonlított más itáliai városok, például Milánó, Ferrara, Mantova és Urbino zsarnokaiéhoz.
A stabilitást 1478-ban rövid időre veszélyeztette a Medici uralmának megszüntetésére törekvő, brutális, de meghiúsult Pazzi-összeesküvés. 1494-ben, nem sokkal Lorenzo halála után VIII. Károly király vezetésével francia seregek szállták meg Itáliát. A Medicik ellen a firenzei népi párt támogatta őket, amelynek (francia segítséggel) sikerült a Mediciket száműzni és Firenzét köztársasággá nyilvánítani. A következmény azonban a politikai autonómia elvesztése volt az itáliai félszigeti harcok nagyobb konfliktusai miatt. A köztársasági Firenzét rövid ideig egy tüzes dominikánus prédikátor, Girolamo Savonarola vezette, aki bátran elítélte elődei fényűzését és urbánus kultúráját. Szigorú uralma 1498-ban véget ért, de ezzel lezárult a firenzei nagyság egy szakasza.
A Medici 1512-ben diadalmasan tért vissza Firenzébe a pápai és spanyol seregek mögött, a hatalmat egyértelműen és kíméletlenül visszaszerezte. (A vezetők ilyen egyértelmű hatalomra törekvését ebben az időben Niccolò Machiavelli 1513-ban A fejedelem című értekezésében kodifikálta.) Lorenzo kisebbik fiát emellett X. Leó pápává választották; pontifikátusa (1513-21) a művészetek ápolása, különösen Raffaello alkalmazása miatt volt figyelemre méltó. Leót nem sokkal később egy másik Medici-pápa, VII. Kelemen (1523-34) követte. 1527-ben azonban V. Károly császár zendülő spanyol serege lerohanta Rómát, és ebben a gyenge pillanatban a köztársaságiak ismét kiűzték a Mediciket Firenzéből, hogy aztán 1530-ban, amikor a pápa és a császár kibékült, megbűnhődjenek. Ezután 1536-ban az államférfi és történész Francesco Guicciardini elkezdte megírni Itália története című művét, amelyben ideális víziója van a Csodálatos Lorenzo koráról és pesszimizmusa a közelmúlt eseményeit illetően. 1537-ben V. Károly beiktatta Cosimo de’ Medicit (I. Cosimo) Firenze hivatalos hercegévé (1569 után Toszkána nagyhercegévé). Cosimo és felesége, Toledói Eleonóra pártfogolták a művészeteket, és hatalmas építkezési programokat vállaltak, mint például az Uffizi építése, a Palazzo Vecchio felújítása és a Pitti-palota átépítése.
I. Cosimo I. címzetes nemessé és abszolút uralkodóvá válásával Firenzében a város politikai és kulturális életereje szinte teljesen elapadt, ami arra késztetett egy modern tudóst, hogy az ezt követő korszakot “elfeledett évszázadoknak” nevezze. Firenze hercegei a nagyhatalmak tágabb értelemben vett európai egyensúlyának kisebb szereplőivé váltak, és elsősorban a francia nemesi házakhoz kapcsolódtak. A Medici család tagjainak a francia nemesség tagjaival kötött házassági szövetségei közé tartozik Katalin de’ Médici, II. Henrik királynője és későbbi francia régens; I. Ferdinánd nagyherceg, aki Lotaringiai Christine-t vette feleségül; és Marie de Médicis, aki IV. Henrik francia királyhoz ment feleségül. A város általában hanyatlott a Medici uralom elhúzódása alatt, ezt a folyamatot csak III. Cosimo meghosszabbított uralkodása (1670-1723) és a család végét fia, Gian Gastone halála jelentette.
A Medici uralom után Firenzét kívülről irányították, mivel Lotaringiai István Ferenc, Mária Terézia osztrák császárnő férje lett Toszkána nagyhercege. Egy napóleoni közjátékot követően Habsburg II Leopold volt az utolsó külső uralkodó (1824-59). Végül lemondott az új olasz király, Viktor Emánuel javára. Nem sokkal később Firenze az új Olasz Királysághoz csatolta magát, és 1865-70 között annak fővárosa volt.
A 18. század végétől a 20. század közepéig egy nagy angol-amerikai kolónia volt a firenzei élet szerves része. A költő Elizabeth Barrett Browning, aki a Piazzale Donatellón, a kis angol temetőben van eltemetve, megjegyezte, hogy a város “olcsó, nyugodt, vidám és gyönyörű”. A Santa Croce közelében található Horne Múzeum és az északon található Stibbert Múzeum példái azoknak a házaknak és gyűjteményeknek, amelyeket külföldiek hagytak örökül fogadott városuknak.