Età Medievale
Con la conquista della città, comandata da Belisario, iniziò un'opera di restaurazione di quell'unità imperiale perduta con le invasioni barbariche, dominando in poco tempo l'intera isola che divenne una provincia periferica dell'Impero d'Oriente.
Nel IX secolo gli arabi da Nordafrica invasero la sicilia: la conquista, fu iniziata nell'827, Palermo fu presa nell'831. Furono i governatori musulmani a spostare la capitale della Sicilia a Palermo (fino a quel momento il centro più importante dell'isola era Siracusa): la città si dotò di tutte le strutture burocratiche e destinate ai vari servizi che spettavano a una capitale. Il monaco Teodosio affermò che a Palermo, durante la dominazione araba, erano presenti più di trecento moschee in precedenza chiese. Gli arabi introdussero anche i primi agrumeti, formando la Conca d´oro e aprendo così una nuova possibilità di sviluppo economico.
La potenza musulmana, tuttavia, fu corrosa dalle lotte interne (cristiani-musulmani) per l'indipendenza, che aprirono la via ai normanni, finché, nel 1071, dopo quattro anni d'assedio,Ruggero D´altavilla, primo conte normanno, espugnò Palermo allontanando i musulmani.
L'arrivo dei Normanni a Palermo, e la mescolanza con gli stili islamici, è testimoniata da un ponte a dodici arcate sito nelle vicinanze della stazione centrale di Palermo: Ponte dell´ammiraglio completato nel 1113. Nel 1098 i Normanni, sotto investitura papale, ottennero la licenza di rendere nuovamente cattolica la Sicilia e, in poco tempo, entrarono in possesso della città e del resto dell'isola: la capitale, prima della Gran Contea di Sicilia, poi del Regno di Sicilia, restò a Palermo. La città raggiunse il massimo splendore sotto il governo di Ruggero II: in questo periodo furono costruite la chiesa di Santa Maria dell´Ammiraglio e la Cappella Palattina. Alla morte di Federico II (1250), Palermo e la Sicilia persero l'egemonia nel Mediterraneo, e il potere si spostò a Napoli, con Carlo d´Angió. Il popolo palermitano, tuttavia, nel 1282 dette avvio alla guerra del Vespro contro i francesi, che terminò con l'adottare la Bandiera siciliana.
Dopo il regno di Sicilia normanno, si alternarono sul trono palermitano altre case reali: gli Svevi (dal 1194 al 1266), che fecero di Palermo una sede imperiale; gli Angoini (dal 1270 al 1282), che spostarono la capitale da Palermo a Napoli; dopo la rivolta del Vespro, Palermo divenne capitale del regno fondato tramite il ramo cadetto degli aragonesi: perderà l'indipendenza nel XV secolo per diventare vicereame iberico.