经过十年多时间，筹工、备料等准备工作基本完成。朱棣又让大臣讨论建造北京宫殿事宜。
据《明实录》记载，明成祖于永乐十四年（1416年）十一月，明成祖从北京到达南京，工部奏请择日兴工。明成祖因此事关系重大，便命在京群臣集议。大臣们都清楚明成祖的心意，于是各衙门纷纷上疏，请求立即动工。有的奏疏说：“营建北京为子孙帝王万世之业。揆之天时，察乏人事，诚所当为，而不可缓。”有的奏疏极称北京为形胜之地，“足以控四夷，制天下，诚帝王万世之都也。”当时，大臣们都异口同声地请求立即动工，几乎听不到任何不同的声音。这令明成祖十分高兴，遂决定马上开工营建。
永乐五年（1407年）至十八年（1420年北京皇宫建成，历时14年。
明皇宫是在元大都宫殿基础上，以明南京宫殿的格局规划为蓝本建造的，当时全国的优秀匠师都集中于此，还动用了30多万士兵和民工。
明皇宫东西宽750米，南北长960米，周长3420米，在其周围筑的城墙高十几米，墙外环绕有宽52米的护城河。皇宫有四门，正南名午门，正北名玄武门（清改名神武门），东名东华门，西名西华门。构造精巧，制作华美的四座角楼，分别矗立在城墙四角。皇宫的面积有72方平方米，房屋9000余间，建筑面积15万平方米，多层砖木结构。整个建筑群层次分明，主体突出，按中轴线对称布局。全部建筑可分外朝、内廷两大部分。以奉天（后改称持极殿，清代改称太和殿）、华盖（后改称中极殿，清改称中和殿）、谨身（后改称建极殿，清改称保和殿）三大殿构成了外朝的中心，两翼是文华、武英两殿，是皇帝举行各种典礼和从事政治活动的场所。内廷由乾清宫、交泰殿、坤宁宫构成其主体部分，以及养心殿、宫后园、外东路、外西路等，皇帝处理日常政务和居住都在这些地方。
午门，紫禁城正门，上有崇楼5座，高35.6米，和游廊连接，伸向前方的双翼仿佛大雁的翅膀，俗称五凤楼。有宝座安设在楼里，而且还有钟楼设立在东西两侧，每逢朝会庆典或战争凯旋，皇帝亲临午门，举行盛大的仪式。午门以外是一条石板御路，称天街，能通到承天门（清改称天安门）和端门。御路两侧廊庑十分对称。进入午门，庭院宽阔，在弓形的内金水河上，横跨5座雕栏白石桥，庭院正北即皇极门（太和门），为明代皇帝御门听政处。由午门至皇极门，是外朝建筑的另一部分。
在皇极门内有三大殿，即奉天殿、华盖殿、谨身殿。奉天殿，是中国封建社会最高等级的建筑。建于高8米的3层白石合基上，面宽63.96米，进深37.17米，高27米，殿内面积2377平方米，上盖重檐庑殿顶。正中间悬挂着蟠龙衔珠藻井，左右共有6根缠龙贴金柱，在正中央一座雕镂精美的高台上放置着皇帝的宝座。座后掩映着的是九龙屏风。奉天殿象征皇权，御路、栏杆和殿内彩画图案，都以龙凤为主体。皇帝的即位，大婚，册立皇后，拜将出征，以及每年元日、冬至、万寿三大节等重大典礼，都在奉天殿举行，皇帝在这里接受文武官员的朝贺。华盖殿是皇帝举行典礼前稍作休息的地方，平面呈正方形，四角攒尖顶，上盖黄琉璃瓦，正中鎏金宝顶。皇帝赐案和科举殿试在谨身殿进行。每年除夕和元宵节，皇帝在此大宴王公大臣。香炉、日晷、嘉量、铜龟、祥鹤等都陈设在各大殿前，以此来衬托皇权的尊贵和至高无上。
乾清宫、交泰殿、坤宁宫构成后三宫。在谨身殿后的乾清宫，是内廷的最前殿，即内廷正殿。正门日乾清门，两侧有八字形琉璃影壁，与外朝的高大宫殿相比，内廷宫殿显得精巧别致。皇帝会在这些地方居住和处理日常政务。每逢元旦、元宵节、端午、中秋、重阳、冬至、除夕和万寿等节日，皇帝都在这里举行内朝礼并赐宴群臣。在乾清宫和坤宁宫之间的交泰殿，平面呈方形，黄琉璃瓦四角攒尖顶。
居于从属地位的东西六宫和东西五所，在内廷两侧作为陪衬，其布局和空间形象没有中轴线上的宫殿那么起伏跌宕，而是构建相同形成对称格局。每宫平面略成方形，前后两殿大多为五开间单檐歇山顶建筑，与两侧配殿将宫室分成两个院落，仿佛是扩大的四合院住宅，前后三宫重复，左右两宫并列。东西五所位在东西六宫之后，其布局类似于六宫但规模逊色一些。
在坤宁宫北是宫后园（清改称御花园），处在最末端的中轴线上。占地11700平方米，有建筑20余处。正中的钦安殿，为祭祀玄天上帝之所，园林建筑以钦安殿为中心采用主次相辅、左右对称的格局，其特点是布局紧凑，古典富丽。殿东北的堆秀山，为太湖石叠砌而成，上筑御景亭，每年的重阳节，皇帝后妃及东宫来此登高眺望。园内花木锦簇，古树交柯，清幽宁静，园路用五彩石子拼成各种图案。
为了满足帝后们奢侈生活的需要，还建有戏楼，供神拜佛的佛殿等各类建筑，建在内廷宫殿之间。
皇宫宫殿建筑沿袭古制，师承必有来历的设计思想极其突出。例如宫殿在都城中的位置，附会匠人营国的规定；城楼建于宫门之上，城隅有角楼，基本是附会古代传说的三城门隅制度，城内重要的建筑也多是以古代礼仪传说为依据而设置的。皇宫不仅模仿古制之形式，而且同使用功能相结合，再经过艺术加工，三者紧密而又有机结合在一起。古制外朝有天子五门三朝，还有天子九门之说。明皇宫共有八个广庭，五座南向的宫门在宫殿的中轴线上。这五门不完全对应于古代传说的阜、库、雉、应、陆，只是其中的午门和乾清门与传说中雉门、陆门的形制和地位有些类似。明皇宫内的金水河，是按照“帝王阙内置金水河，表天河银汉之义也，自周有之”的古代传说而设置的。河水从金方（西方）来，由巽方（东南方）出，流经半个紫禁城。这条按古制设置而且对流向还作了规定的河，其功能并不单一，它不仅是宫城内最大的水源，救火及工程施工都要用金水河的水；而且还是宫城内最大的排水渠，河帮上设置着全部南北及东西方向的下水道口，同时它又给宫城景观增添了风采。金水河要流过外朝三座宫殿，横穿皇极门广庭部分是其重点。它不用直线而采用曲线从而显示了河的特点，不用自然变化的曲线，而使用几条对称的弧线，这是为与规整的环境相谐调。河正中设五座桥，桥的前端依河的曲折而曲折。中间突出在前的桥面为皇帝遁行专用，两侧依次退后是为文武官员设置的。皇帝通行桥的石栏杆望柱头雕龙云纹，官员通行桥的栏杆望柱头雕二十四气。由于两端要穿过东西朝房的地下，这样施工，也显得有变化。河中部宽，两端渐窄。武英殿门前处理金水河的形式不同于皇极门前，因为武英殿比奉天殿等级低，故仅建三座桥。金水河流近文华殿时，转向北流经文华殿西侧，从文渊阁前地下穿过，然后又出现在东三座门前。它一路曲直兼有，往复循环，地上地下不时变幻，河面上架设多座桥梁，起到了很好的艺术效果。
明皇宫的设计思想就是要突出表现帝王至高无上的绝对权威，从而达到巩固王权统治的目的。从宫殿建筑的总体布局到个体建筑设计，运用各种手段创造出的艺术形象，都是为了体现这个目的。为了表现壮观威严的气势，其主要建筑都严格地分布在中轴线上，而整座宫殿又是以三大殿为中心来结构建筑，因此宫殿最主要的空间都由三大殿所占据，庭院占地也最为广阔，而且它前面还建有一系列大小形状各异的庭院和门阙做为前导，步步深化，将奉天殿的主导地位进行了有力渲染。而在具体处理建筑时，依据诸宫殿建筑的不同功能和地位，采取的规模、屋顶的形式都有不同，以不同的装饰手法来表现建筑的等级差别，建筑亦因而被打上了明显的等级烙印。
明皇宫宫殿建筑的总体布局，是对历代积累下来的经验的继承与发展。从中岳庙碑、后土祠碑以及山西岩山寺壁画中展示的金代宫殿和《辍耕录》中记载的元代宫殿来看，它们之间在布局上有很多类似之处，由此反映出它们间具有承袭关系。如奉天殿周围采用廓庑环绕，大殿两侧原来还连接斜廊，形制与以上所提的几处宫殿相同。这种利用低矮的廊庑映衬高大的主体建筑，使得主次分明的手法，在中国古代建筑中经常运用。明皇宫在空间组织上，自大明门起至坤宁宫，在中轴线上安排了8个庭院。各个庭院分别采用不同的艺术处理形式，形成了纵横交错、高低起伏、有前序有主体的空间排列顺序，引领人们走向高潮。大明门和承天门之间以千步廊围成纵深庭院，至承天门前向两侧延伸为横向广场。运用空间的变化及门前的石桥、华表和石狮等将承天门的威严庄重的艺术形象突出出来，承天门至午门间以端门前的横向庭院与午门前的纵深空间形成对比，从而突出了宫城的主体地位。皇权门前的庭院仿佛是前三殿的前奏曲，至乾清门前横向庭院在空间上不断变化，并表明自外朝进到内廷的另一性质的空间。前三殿与后三宫两组建筑群所在庭院的长宽恰好是2：1，规模上也存在差别，这种处理既加强了二者之间的统一，还表现出外朝与内廷的主从地位，在空间环境上构成了完整的艺术体系。
从明皇宫建筑群的完美统一的艺术形象看，建筑装修、装饰及建筑小品的位置作用不小。为了表现主体建筑的雄伟壮观，门殿建筑都建在台基上，依坡设置的台基的前后正中台阶有显示帝后尊严的御路石雕。这些台基的用料和做法由于等级的差别也不相同，一般宫殿的台基仅用砖砌，其上再铺就条石，多不设栏杆，中轴线上的皇极门、乾清门等建筑以汉白玉石须弥座台基组成，有栏杆围绕周围，望柱雕有龙凤纹。而三大殿的台基最为特殊，由三层须弥座重叠组成，每层栏杆望柱均采用白色汉白玉石，天气晴朗时，光影效果突出，产生出强烈的艺术感染力。檐下彩画也是等级严格，主体宫殿均用和玺彩画，枋心绘有龙凤图案，施贴金用的非常多，使殿堂富丽堂皇。次要门殿及庑房多绘以不同等级的旋子彩画，而花园中的亭廊楼阁则用苏式彩画，檐下的斗拱、额枋、柃被大片的青绿色调成一体，更显得琉璃出檐深远飘逸。主要宫殿门窗格心基本上是彩菱花图案，在裙板、槛框多使用鎏金团龙等。而一般宫殿多用风门及支摘窗，窗格多彩多姿，制作精巧。除了将大量绚丽的彩画装饰应用在宫殿内部外，还以大量雕镂精巧的内檐装修来分隔室内空间，一些主要殿堂内天花中部多做藻井，采用浑金殿龙图案，奉天殿内金漆蟠龙叼珠藻井是其中最最华丽的。殿内在七层台阶的高台中央安放宝座，雕龙金屏风用在宝座后面，左右陈设的有香、香炉等，宝座周围六根巨柱均饰有粉贴金缠龙，组成神圣庄严的空间环境。内廷各宫室，根据不同使用要求，室内用隔扇门、炕罩、板壁等隔成较封闭的空间，或用各种花罩、落地罩等隔成彼此通透的空间，互相因借，隔而不断。还用题各匾联、多姿的陈设来增强建筑的华贵气氛和室内环境的幽雅。
明皇宫是我国现存最大、最完整的帝王宫阙，在世界上也是最著名的古代建筑群。其建筑的风格与都城规划相结合，在总体布局和空间组织方面，统一中求变化，体现了中国明代建筑艺术的非凡成就。明皇宫在清代又得到扩建重修。
明成祖营建北京，使城内建筑的布局更加匀称整齐，设计更加科学合理，许多建筑巍峨壮观，显示了中国古代独特的建筑艺术和风格。有些建筑，例如天坛的“回音壁”，就利用了声学原理，充分显示了我国劳动人民的聪明才智，至今为世界人民所称道。
永乐十八年（1420年）十一月四日，因北京的宫殿已成，明成祖遂颁迁都诏：
开基创业，兴王之本为先；继体守成，经国之宜尤重。昔朕皇考太祖高皇帝，受天明命，君主华夷，建都江左，以肇邦基。朕缵成大统，恢弘鸿业，惟怀永图。眷兹北京，实为都会，惟天意之所属，实卜筮之攸同。乃仿古制，徇舆情，立两京，置郊社、宗庙，创建宫室，上以绍皇考太祖高皇帝之先志，下以贻子孙万世之弘规。爰自营建以来，天下军民乐于趋事，天人协赞，景贶骈臻，今已告成。选永乐十九年正月朔旦，御奉天殿，朝百官，诞新治理，用致雍熙。于戏！天地清宁，衍宗社万年之福，华夷绥靖，隆古今全盛之基。故兹昭示，成使闻知。
这就是向全国宣告，自永乐十九年（1421）一月一日起，北京就是明朝的新都。
颁布迁都诏几天以后，明成祖遣官召皇太子和皇太孙，要他们父子在年底以前赶赴北京，以参加明年元旦御新殿的大典。
永乐十九年（1421）元旦，明成祖在御新殿时，举行了各种祭祀，仪式十分隆重。接着，他又下诏，宣布大赦天下，以图吉祥。第二年正旦节的盛典，是在北京的奉天殿举行的，祭祀天地的典礼，是在北京的南郊举行的。仅过三个月，永乐十九年（1421年）四月八日，奉天、华盖、谨身三大殿发生火灾，皇宫三大殿起火，被烧成一片灰烬。
在迷信盛行的古代，这被认为是重大灾异。明成祖也不免为此忧心忡忡，遂马上敕谕群臣道：“朕心惶惧，莫知所措。”还自责说：“朕之冥昧，未究所由。……朕所行果有不当，宜条陈无隐，庶图悛改，以回天意。”有些话大臣们平时不敢说，借此机会说了出来。其中说得最激切的就是侍读李时勉和侍讲邹缉。他们在奏疏中也说到营建北京之事，极言“工大费繁”、“冗官蚕食”之弊。明成祖接着下诏，实行惠政，“凡有不便于民及诸不急之务者，悉皆停止，用苏困弊，仰答天心”。
朱棣命群臣直陈朝政得失，引发一场关于迁都的辩论。许多官员提出迁都不便，有的人言词还很激烈。朱棣发怒，杀了言词最激烈的吏部主事萧仪，说：迁都之际，朕与大臣密议，斟酌了好几个月，才确定下来，绝非轻举妄动。大家本来对事不对人，皇帝决定的迁都，就批评皇帝，大臣决定的迁都，就批评大臣。见皇帝发怒，言官便将矛头对准大臣，指责他们前时赞成迁都，现在又说迁都不便。朱棣在午门楼上，命大臣和言官跪在午门外辩论。大臣纷纷责骂言官书生无知，只有户部尚书夏原吉比较冷静。他说：言官应诏陈言，没有过错；臣等身为大臣，不能协赞大计，罪在臣等。朱棣这才消了火气，对大臣、言官都不加罪。有人责备夏原吉没有原则，违背初意。夏原吉说：我等在皇上身边久了，即便失言，皇上或会原谅，言官得罪，便是大祸了。
大臣中有谁坚决支持迁都，有谁从开始就反对迁都，有谁开始支持迁都后来又说迁都不便，难以一一查明。不过，因为朱棣的坚持，迁都才最终成为定局，是没有疑问的。
其实，明清时期宫中起火的事时有发生，谈不上什么天意。有时起火是宦官所为，他们偷宫中物件，弄得无法交待了，怕事情败露，便放一把火了事。皇帝不知其中底细，便误以为是天意示警。