1368年正月朱元璋在应天府（今南京）称帝，关于在哪里建都这件大事，谋臣们建议建都中原，而朱元璋自己首先想到了北宋的汴梁（今开封）。
洪武元年五月他亲自去汴梁考察，明确表示：急至汴梁，意在建都，以安天下。他回到应天后正式宣布，应天称南京，开封称北京。在徐达等人攻占大都后，朱元璋又再次去开封，可见他对开封还是很重视的。
但是开封最终却没能成为明代的首都，既未进行都城营建，也未建立行宫。原因是朱元璋经过两次实地考察后，看到那里“民生凋敝”“水陆转运艰辛”， 漕运早已不如唐宋时代了，放弃了在那里建都的念头。但为了平定北方，巩固中原，仍然需要一个象征性的陪都，因此开封顶着北京（陪都）的称号达十年之久。
朱元璋由于出身和政治原因，始终着力于控制江淮，仰仗江南人力和财力，于是洪武二年又决定在家乡临濠（凤阳）建都。此前的群臣会议上，君臣把历代王朝的都城长安、洛阳、开封、应天府等拿出来比较了一番。
元朝旧都大都（今北京）却一直不入朱元璋的法眼，很大程度上也是因为朱元璋的眼光仍然只盯着江淮和江南，而没有把经营北方作为重点。因此，洪武八年（1375），他又把注意力转向南京，洪武十一年（1378）撤掉开封作为当时明王朝北京的地位，以南京为京师，而以凤阳作为陪都。
北方建都事宜最终由朱棣完成。靖难之役朱棣率兵打到南京，用武力夺取了皇位。当年（永乐元年，1403）宣布“以北平为北京，称行在”，先把北京作为陪都。
在永乐四年（1406）便进行建都的准备，“诏建北京宫殿”。他派遣了大批官员到全国各地采办木材等建筑材料。就在这期间，朱棣三次来北京。
第一次永乐六年（1408），两年后回南京。第二次永乐十二年（1414）， 亲征瓦剌过北京，转年回南京。
第三次永乐十五年（1417），这次再没回去，而且正式宣布全面营建北京都城和紫禁城。转年把皇太子也召赴北京，正式宣布北京为京师（首都），而把南京称为“行在”（陪都）。
北京自元亡后又再次正式成为首都，当中经历了三十多年。当时朱棣不仅把北京作为首都，而且把坟地也定在京北昌平的天寿山（今十三陵），要他的子孙后代永远守护北方疆土。
一直以来，流传着刘伯温设计并主持修建了北京城的故事。但实际上他并没有参与北京城以及紫禁城的规划和建设工作，倒是在明朝建国前后主持过吴王宫和南京城的设计和营建。
刘伯温洪武四年（1371）告老还乡，洪武八年（1375）就死在青田老家了。而朱棣开始营建北京是在1406年，刘伯温当然无法穿越来建造北京。
这种传说的流行，很大程度上是因为原来朱元璋攻占南京以后，命令刘伯温主持营建南京的宫殿，“命刘基等卜地作新宫于钟山之阳”，才附会产生了刘伯温建造北京的故事。
虽然北京开始营建都城和皇宫是他死后多年的事，但是刘伯温确实是主张以北京作为国都的，他曾经从政治、地理、历史、文化各方面做过详细分析。
他认为元朝选择定都北京，正是看上了“地形之强实甲天下”。“东连沧海，西接晋冀，前有潴大陆之利，北有重关天险之固”。元朝末年，虽然国内到处民变四起，但元大都却一直安然无恙。
刘伯温甚至认为，如果不是元顺帝弃城而逃，而是屯重兵驻守抵抗的话，完全有可能跟徐达、常遇春的大军相持，“岁月之间，成败利钝，未知其孰而得失也”。
在建都北京这一点上，刘伯温的见解显然是超过朱元璋的。刘伯温对北京地理形势的分析，虽然针对的是元代，但同样适用于明代。在永乐以后的二百多年中，在北京建都这一重大问题上，是应了他的预言的。
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