Dos Médicis à unificação
Cosimo de’ Medici (Cosimo o Idoso) tornou-se o principal cidadão de Florença após o seu regresso, em 1434, de um ano de exílio. Ele alcançou esta posição em virtude de sua grande riqueza (o resultado da maior rede bancária da Europa) e de uma extensa rede de obrigações de mecenato. Embora ele nunca tenha aceitado um cargo público, a sua facção dominou a cidade. Viveu uma vida cada vez mais opulenta, como se vê na ostentação do Palácio dos Médicis e no patrocínio de igrejas como São Lourenço e o mosteiro de São Marcos, com seus afrescos de Fra Angelico. O investimento na cultura, incluindo o patrocínio de artistas e arquitectos e a compra de livros e manuscritos, tornou-se uma expressão fundamental do estilo de vida aristocrático dos Médicis; foi continuado pelo filho de Cosimo, Piero, e pelo seu neto, Lorenzo (apelidado de “o Magnífico”). Florença era agora governada por um príncipe dos Médicis, cuja posição parecia a dos tiranos de outras cidades italianas, como Milão, Ferrara, Mântua e Urbino.
Estabilidade foi brevemente ameaçada em 1478 pela conspiração brutal mas abortiva de Pazzi que procurava acabar com o domínio dos Médicis. Em 1494, logo após a morte de Lourenço, exércitos franceses sob o rei Carlos VIII invadiram a Itália. Eles foram apoiados contra os Médicis pelo partido popular de Florença, que (com ajuda francesa) conseguiu exilar os Médicis e declarar Florença uma república. A consequência, porém, foi a perda da autonomia política para os grandes conflitos das lutas peninsulares italianas. A Florença republicana foi liderada brevemente por um pregador dominicano ardente, Girolamo Savonarola, que condenou corajosamente o luxo e a cultura urbana dos seus antecessores. Sua estrita regra chegou ao fim em 1498, mas com ela fechou uma fase de grandeza florentina.
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Os Médicis voltaram a Florença em triunfo em 1512 atrás dos exércitos papal e espanhol, reafirmando o poder de uma forma clara e implacável. (Tal busca inequívoca do poder pelos líderes nesta época foi codificada em 1513 por Niccolò Machiavelli em seu tratado O Príncipe). Além disso, o filho mais novo de Lourenço foi eleito Papa Leão X; o seu pontificado (1513-21) foi notável pelo seu cultivo das artes, especialmente o seu emprego de Rafael. Leão foi logo seguido por outro papa Medici, Clemente VII (1523-34). No entanto, em 1527, o revoltante exército espanhol do imperador Carlos V invadiu Roma e, durante esse momento de fraqueza, os republicanos expulsaram novamente os Médicis de Florença, para serem castigados em 1530, quando o papa e o imperador se reconciliaram. Então em 1536 o estadista e historiador Francesco Guicciardini começou a compor sua História da Itália, com sua visão ideal da época de Lourenço, o Magnífico, e seu pessimismo em relação aos acontecimentos mais recentes. Em 1537 Charles V instalou Cosimo de’ Medici (Cosimo I) como duque oficial de Florença (grande duque da Toscana depois de 1569). Cosimo e sua esposa, Eleonora de Toledo, patrocinaram as artes e empreenderam vastos programas de construção, tais como a construção do Uffizi, a renovação do Palazzo Vecchio e a reconstrução do Palácio Pitti.
Com a ascensão de Cosimo I ao título de nobreza e ao domínio absoluto em Florença, a vitalidade política e cultural da cidade tinha diminuído, levando um erudito moderno a referir-se à época seguinte como os “séculos esquecidos”. Os duques de Florença tornaram-se actores menores no equilíbrio europeu alargado das grandes potências, e ligaram-se principalmente às casas nobres de França. As alianças conjugais dos membros da família Medici com membros da nobreza francesa incluem as de Catarina de’ Médici, rainha de Henrique II e mais tarde regente da França; o Grão-Duque Fernando I, que casou com Christine de Lorena; e Marie de Médicis, que casou com o rei Henrique IV de França. A cidade geralmente declinou sob o prolongado domínio dos Médicis, um processo que foi marcado apenas pelo reinado prolongado de Cosimo III (1670-1723) e o fim da família com a morte de seu filho, Gian Gastone.
Após o domínio dos Médicis, Florença foi governada de fora, pois Francisco Estêvão de Lorena, marido da imperatriz Maria Teresa da Áustria, tornou-se o grande duque da Toscana. Seguindo um interlúdio napoleônico, Leopoldo II de Habsburgo foi o último governante de fora (1824-59). Ele eventualmente abdicou a favor do novo rei italiano, Victor Emmanuel. Logo depois, Florença se anexou ao novo Reino da Itália, servindo como capital durante o período 1865-70.
Do final do século XVIII até meados do século XX, uma grande colônia anglo-americana foi parte integrante da cena florentina. A poetisa Elizabeth Barrett Browning, que está enterrada na Piazzale Donatello, o pequeno cemitério inglês, observou que a cidade era “barata, tranquila, alegre e bonita”. O Museu Horne, perto de Santa Croce, e o Museu Stibbert, no norte, são exemplos de casas e coleções deixadas por estrangeiros à sua cidade adotada.