Place forte naturelle, capitale des Séquanes, Vesontio possède des ressources abondantes. L’habitat gaulois primitif situé dans la partie est de la "boucle" du Doubs est lié à une activité artisanale (poteries, fonderies, forges). La nécropole, près du secteur marécageux de Chamars, marque sans doute la limite de cet habitat. Du Ier au IIIe siècle, Vesontio s’étend du temple situé au sommet de la colline à l’amphithéâtre bâti sur la rive droite du Doubs, en passant par la "boucle" où la plupart des grands édifices s’installent le long de l’axe principal, actuelle Grande-Rue. Le seul accès à ce vaste ensemble urbain est le pont Battant. La porte Noire, arc de triomphe, est probablement élevée sous le règne de Marc Aurèle. En partie restaurée au XIXe siècle, elle possède une baie unique et présente un riche décor sculpté. L’amphithéâtre dont quelques vestiges sont encore visibles, pouvait accueillir 20 000 spectateurs. Les thermes, les temples, le théâtre (situé sous l’hôtel de Région) témoignent de l’importance de la ville jusqu’au déclin de la fin du IIIe siècle. Le musée des Beaux-Arts et d’Archéologie présente les nombreux objets retrouvés lors de fouilles. Puis, une bourgade modeste se substitue à la grande cité gallo-romaine.   Le plus important monument est la cathédrale Saint-Jean. Bâtie entre 1127 et 1161, elle reprend le plan d’un édifice carolingien à deux absides opposées. De l’époque romane datent la nef, les bas-côtés et l’étage inférieur du choeur. En 1212, un incendie détruit les charpentes. La nef et les bas-côtés sont alors dotés de voûtes sur croisées d’ogives et l’on refait la partie supérieure du choeur ainsi qu’un nouveau clocher (ce dernier s’effondre en 1724 et endommage le choeur oriental qui est reconstruit). La cathédrale conserve un autel circulaire en marbre blanc, la "rose de Saint-Jean", daté du XIe siècle mais d'inspiration antique. L’abbaye Saint-Paul est l’église de l’ancienne abbaye fondée par saint Donat, archevêque de Besançon vers 628. Rebâtie aux XIVe et XVe siècles, elle possède un beau vaisseau gothique. Un fragment du choeur roman est conservé dans la cour de la bibliothèque municipale. Saint-Nicolas, la chapelle des archevêques (1, rue du Palais) est fondée en 1170 puis reconstruite au XVe siècle. Sa façade est ajourée d’une grande fenêtre de style gothique flamboyant et dotée d’une belle porte sculptée. Près du couvent des Grands Carmes, s’élèvent les vestiges de l’église des Carmes, édifiée au XVe siècle. Alors qu’au haut Moyen Age l’habitat semble regroupé au pied de la colline, la ville présente deux pôles distincts. Le premier, le quartier capitulaire, est situé dans l’enceinte du bas-Empire, sur les pentes de la colline. Le second, le quartier d’outre-pont (actuel quartier Battant), constitué au XIe siècle, est fermé par une vaste enceinte dans la seconde moitié du XIIe siècle. Entre ces deux quartiers, la "boucle", protégée uniquement par le Doubs, est presque vide, à l’exception des églises placées sur l’axe antique et des abbayes situées en périphérie. Vers 1240-1260, trois grandes parallèles (actuelles rue des Granges, Grande-Rue et rue Mégevand) traversent la "boucle". Celle-ci est entourée de fortifications à partir de 1251, alors que les rues se multiplient sur la rive droite du Doubs. En 1290, l’affirmation du pouvoir communal coïncide avec un découpage de la ville en sept bannières. Dans le centre, se développe un nouveau quartier autour de l’église Saint-Pierre. Des hôpitaux ecclésiastiques s’établissent à la périphérie et l’hôpital du Saint-Esprit est fondé.   Anoblis et bourgeois font construire de beaux hôtels particuliers, dans la "boucle" et à Battant : hôtel Gauthiot d’Ancier, hôtel d’Anvers (15 et 44, Grande-Rue), hôtel du Bouteiller (2, rue des Granges), hôtel de Champagney (37, rue Battant), hôtel Bonvalot (4, rue du Palais)...Un hôtel de ville, symbole du pouvoir communal, s’installe dans le nouveau quartier près de l’église Saint-Pierre. Achevé en 1573, il est l’œuvre de l’architecte Richard Maire. Sa façade est ornée de bossages dans le goût italien. Le fond de la cour est occupé par le second corps de logis (actuel palais de justice), construit en 1585 par Hugues Sambin. Le palais Granvelle reflète le prestige de son bâtisseur, Nicolas Perrenot de Granvelle, ambassadeur et garde des Sceaux de Charles Quint. Elevé en 1542 au coeur de la ville, il est centré sur une cour d’honneur bordée d’arcades en "anses de panier", délimitée par quatre corps de bâtiments à la façon italienne. Sa façade principale, richement décorée de motifs Renaissance, donne du prestige à la Grande-Rue jusqu'alors simple trait d’union entre le quartier capitulaire et le bourg du Pont. De nouvelles rues, perpendiculaires aux grands axes, sont percées et les anciens quartiers se modifient. Des fontaines les ornent, telle la fontaine des Carmes en 1564, décorée par le sculpteur Claude Lullier. A la fin du XVIe siècle, la "boucle" est complètement fermée par une enceinte dont subsistent la tour de la Pelote (1475) et les deux tours de la porte Rivotte.   En 1678, le traité de Nimègue réunit la Franche-Comté à la France et Besançon devient capitale régionale. Premier édifice civil construit par décision royale, l’hôpital Saint-Jacques (1686) contient une magnifique pharmacie, conservée dans son état d’origine. Louis XIV charge Vauban de faire de la ville un des bastions de la France de l’Est. De 1674 à 1688, la ville est ainsi pourvue d’une citadelle. Des casernes sont édifiées pour abriter les 15 à 20 000 soldats de la garnison. En 1695, les fortifications de la "boucle" sont presque totalement reconstruites. Au XVIIIe siècle, la population double et la ville se couvre de nouvelles constructions. L’église Saint-François-Xavier, ancienne chapelle du collège des Jésuites, est édifiée entre 1680 et 1688. C’est à Nicolas Nicole, élève de Blondel, qu’est due la chapelle du Refuge, achevée en 1745, rare témoin de l’architecture Louis XV à Besançon. Une importante église halle est érigée: Sainte-Madeleine, à partir de 1746, au débouché du pont Battant, par Nicole. En 1786, est élevée Saint-Pierre, par Bertrand. Un quartier nouveau, d’inspiration néo-classique, est créé au sud-ouest de la ville. Victor Louis participe à l’élaboration des plans de l’Intendance (actuelle préfecture), achevée en 1778. Claude-Nicolas Ledoux donne les plans du théâtre (1778 à 1784), le dotant d’un parterre assis, d’une salle en amphithéâtre sans loges et de la première fosse d’orchestre au monde (détruits dans l'incendie de 1958). Les hôtels particuliers se multiplient et, à la veille de la Révolution, la ville s’est dépouillée de son aspect médiéval.   La ville continue à se modifier mais de façon modeste. Depuis 1808, est installée la première bibliothèque publique de France sur les plans de l’architecte Lapret, élève de Pierre-Adrien Pâris. Une halle aux grains est bâtie en 1843, place du marché. A la fin du siècle, la halle devient musée des Beaux-Arts et d’Archéologie. On perce la rue Moncey, bordée d’un ensemble d’immeubles à loyers datant de 1836. De beaux immeubles Second Empire entourent le square Saint-Amour. Le pont de la République permet l’extension de la ville vers les Chaprais et les berges du Doubs se parent des allées de la promenade Micaud à partir de 1843. En 1860, une horloge astronomique, oeuvre de l’horloger beauvaisien A. Vérité, est mise en place dans le clocher de la cathédrale et l’Observatoire est inauguré en 1883. A la fin du siècle, apparaissent l’établissement thermal de la Mouillère et le Casino ainsi que l’hôtel des Bains (avenue E.-Droz). Salle de spectacle pour les curistes, le Kursaal date de 1893.   On doit l’école nationale d’Horlogerie (1928-1932), aujourd’hui lycée Jules-Haag, à l’architecte Guadet. Auguste Perret édifie de 1938 à 1943 l’usine de montres Dodane (7, avenue de Montrapon), audacieuse architecture de béton armé. L’intérieur du musée des Beaux-Arts et d’Archéologie est réaménagé de 1965 à 1970 par Louis Miquel, élève de Le Corbusier. Le lycée Notre-Dame-Saint-Jean (1990) dans le quartier de Saint-Claude, se définit par des formes dynamiques. L’architecte B. Quirot a conçu le lycée Ledoux comme un bâtiment intégré au paysage (1992).