Le début de ce siècle est très favorable à Besançon qui profite de cette période de paix pour s’étendre au delà de ses murailles, sa population compte jusqu’à 12 000 habitants en 1608 et ceci malgré les épidémies de peste de 1528 et 1577.
Nicolas Perrenot de GranvelleLa ville est très bien traitée par Maximilien puis sa fille Marguerite d’Autriche et surtout par Charles-Quint qui a pour conseiller Nicolas Perrenot de Granvelle marié à la bisontine Nicole Bonvalot dont l’hôtel familial est au coeur du quartier Battant. Charles-Quint confirme les privilèges de la Commune, exempte la ville de l’impôt de 1534, et donne le droit à la cité de battre monnaie d’argent, puis d’or. Celle-ci, reconnaissante, a chargé le sculpteur Claude Lullier de faire une statue de bronze représentant Charles-Quint chevauchant un aigle. Cette statue fut placée dans la niche de la façade de l’Hôtel de Ville et sera détruite en 1792. L’artisanat se développe mais les travailleurs les plus nombreux sont les vignerons de Battant, prolétaires turbulents qui inquiètent les autorités locales : en 1537 un certain Barbisier est banni pour six ans. Malgré quelques tentatives la situation de la Cité et la médiocrité des routes font qu’elle ne se prête guère au développement des affaires. Ceci explique également que la Renaissance ne s’y exprime pas pleinement ni dans l’enseignement (l’Université est à Dole), ni dans l’imprimerie, l’humanisme, l’érudition et les arts excepté avec le sculpteur de Gray, Lullier.
Des idées nouvelles venues d’Allemagne et de Suisse, appelant à la Réforme de l’Eglise trouvent écho chez les bisontins qui n’apprécient guère le manquement aux régles du Clergé voire la vie dissolue de certains ecclésiastiques comme Claude de la Baume, archevêque à 26 ans. Mais la Contre-Réforme s’affirme avec l’arrivée des Jésuites en 1597 et Besançon est, dès lors, un bastion catholique dressé face aux pays protestants voisins.
L’architecture est remarquable avec l’Hôtel de Ville, le Palais de Justice, le Palais Granvelle, la maison Mareschal près de la porte Rivotte, l’hôtel Gauthiot d’Ancier au bas de la Grande Rue, l’hôtel de Champagney construit par Bonvalot dans le quartier Battant.
La fin de ce siècle est plus sombre, sous la domination de Philippe II qui se méfie des Comtois. Les troupes françaises d’Henri IV menacent. C’est une période de violences, duels, meurtres, chasse aux sorcières.