Ngày 3 tháng 5 năm 1644, quân Thanh chiếm Bắc Kinh từ quân Đại Thuận của Lý Tự Thành.[102] Đa Nhĩ Cổn tổ chức quốc tang cho Sùng Trinh Đế và tái bổ nhiệm nhiều quan lại nhà Minh. Vào tháng 10, Đa Nhĩ Cổn rước Thuận Trị Đế từ Thẩm Dương đến Tử Cấm Thành và đặt Bắc Kinh làm thủ đô của nhà Thanh. Trong các thập niên sau đó, người Mãn Châu chinh phục phần còn lại của Trung Hoa, Bắc Kinh trở thành nơi đặt các cơ quan đầu não của triều đình Thanh trong gần ba thế kỷ.[103] Trong thời kỳ này, Bắc Kinh cũng được gọi là kinh sư, tên tiếng Mãn tương ứng là Gemun Hecen.[104] Dân số trong thành chỉ còn 144.000 người vào năm 1644, song tăng lên 539.000 vào năm 1647 (dân cư khu vực quanh thành tăng từ 554.000 lên 1,3 triệu).[63][Note 3]

Nhà Thanh duy trì phần lớn cấu trúc vật chất trong Nội Thành Bắc Kinh. Mỗi một kỳ trong Mãn Châu Bát Kỳ được phân công bảo vệ và đóng quân gần một trong tám cổng thành của Nội Thành.[102] Bên ngoài thành, triều đình Thanh chiếm đoạt các vùng đất rộng lớn để phân cho các quý tộc người Mãn.[102] Ở phía tây bắc thành, các hoàng đế nhà Thanh cho xây dựng một số ngự hoa viên tráng lệ. Năm 1684, Khang Hy Đế cho xây dựng Sướng Xuân Viên trên nền Thanh Hoa Viên của nhà Minh. Vào đầu thế kỷ XVIII, Khang Hy Đế cho xây dựng Viên Minh Viên, sau đó Càn Long Đế cho mở rộng Viên Minh Viên theo phong cách nhà vườn Baroque Âu châu. Năm 1750, Càn Long Đế cho xây dựng Di Hòa Viên. Hai cung điện nghỉ mát này đại diện cho cả thời điểm đỉnh cao và sự suy tàn của triều đình Thanh.

Sự cai trị của người Mãn nâng cao vị thế phương ngữ Quan thoại của Bắc Kinh, và cuối cùng nó trở thành ngôn ngữ chính thức của quốc gia. Vào đầu thời nhà Thanh, các quan lại người Hán phụng sự trong triều dược yêu cầu học tiếng Mãn, song hầu hết người Mãn ruốt cuộc lại học và nói tiếng Hán.[105] Năm 1728, do không hiểu được ngôn ngữ của các quan lại đến từ miền Nam, Ung Chính Đế hạ chiếu rằng tất cả các sĩ tử tham gia thi khoa cử cần phải nói được phương ngữ Quan thoại Bắc Kinh.[105][106] Mặc dù quy định này được bãi bỏ dưới thời Gia Khánh Đế, song phương ngữ Bắc Kinh trở nên phổ biến trong giới quan lại và sau đó là trong cộng đồng dân cư.[105] Một thời gian ngắn sau khi Trung Hoa Dân Quốc được thành lập, vào năm 1913, Độc âm thống nhất hội quy định phương ngữ Bắc Kinh là chuẩn cấp quốc gia của Quốc ngữ. Sau khi Trung Hoa Dân Quốc dời đô đến Nam Kinh, Quốc ngữ thôi hành ủy viên hội tái khẳng định lấy phương ngữ Bắc Kinh làm chuẩn cho Quốc ngữ vào năm 1932. Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa cũng làm điều tương tự vào năm 1955.[105]

Nhà Thanh duy trì nguồn cung cấp lương thực tương đối ổn định cho cư dân kinh thành vào cuối thế kỷ XVII và đầu thế kỷ XVIII. Hệ thống cống nạp ngũ cốc của chính quyền khiến hàng hóa từ các tỉnh được đưa đến kinh thành, giữ giá lương thực ổn định. Việc cung ứng lương thức đầy đủ giúp triều đình Thanh duy trì tình trạng chính trị ổn định.[107] Các hội chùa như hội Hộ Quốc (giống như các phiên chợ hàng tháng) được tổ chức quanh các ngôi chùa, thúc đẩy nền thương mại vốn sôi động trong thành. Vào thời điểm đỉnh cao trong thời gian trị vì của Càn Long Đế, vào năm 1781, thành Bắc Kinh có 776.242 người (và 2,18 triệu người ở khu vực xung quanh).[63][Note 3] Sau đó, chính quyền bắt đầu hạn chế việc di cư vào trong thành.[108] Một thế kỷ sau đó, kết quả điều tra dân số tiến hành vào năm 1881-82 cho thấy các con số tương tự là 776.111 và 2,45 triệu.[63][Note 3]

Năm 1790, Nam phủ (phụ trách việc tiêu khiểu cho hoàng đế) mời các đoàn Huy kịch từ An Huy đến biểu diễn cho Càn Long Đế. Thời Càn Long Đế, Nam phủ có một nghìn người, bao gồm diễn viên, nhạc sĩ và thái giám. Năm 1827, Đạo Quang Đế đổi tên Nam phủ thành Thăng Bình phủ, và giảm bớt số lượng các buổi biểu diễn.[109] Tuy thế, triều đình vẫn cho mời các đoàn hí kịch từ Hồ Bắc đến biểu diễn. Đến giữa thế kỷ XIX, Kinh kịch ra đời trên cơ sở pha trộn các phong cách hí kịch An Huy và Hồ Bắc.

Hầu hết các cơ sở kinh doanh lâu đời nhất tại Bắc Kinh khởi đầu từ thời Thanh. Đồng Nhân Đường do một thái y khai trương vào năm 1669, nó trở thành nguồn cung cấp thảo dược duy nhất cho triều đình Thanh vào năm 1723. Bạch Khôi Lão Hiệu là một thực quán Hồi tộc phục vụ các món ăn Bắc Kinh truyền thống, mở cửa hàng đầu tiên ở gần Long Phúc tự vào năm 1780. Món vịt quay nằm trong thực đơn của các bữa ngự yến thời Nguyên, và các thực quán phục vụ món vịt quay một cách rộng rãi từ thập niên 1400. Tuy nhiên, đến khi Toàn Tụ Đức khai trương vào năm 1864 và sử dụng "lò treo", vịt quay Bắc Kinh mới trở nên nổi tiếng.

Năm 1813, khoảng 200 thành viên Bạch Liên giáo tiến hành tập kích Tử Cấm Thành song bị đẩy lui.[102] Đáp lại, chính quyền áp đặt chế độ bảo giáp nhằm giám sát và quản lý xã hội.

Đoàn truyền giáo của ngài Macartney đến Bắc Kinh vào năm 1792, song thất bại trong việc thuyết phục Càn Long Đế giảm bớt hạn chế hoặc cho phép đặt một Đại sứ quán Anh Quốc thường trực trong thành. Tuy nhiên, Macartney nhận thấy các điểm yếu trong lòng đế chế Đại Thanh và sau đó mạnh mẽ thúc đẩy Anh Quốc thâm nhập vào Trung Hoa.

Năm 1860, trong Chiến tranh Nha phiến lần thứ hai, liên quân Anh-Pháp tiêu diệt quân Thanh trong trận Bát Lý Kiều ở phía đông thành Bắc Kinh. Liên quân Anh-Pháp chiếm được thành và cướp phá Di Hòa Viên cũng như Viên Minh Viên. Lãnh sự Anh Quốc ra lệnh phóng hỏa Viên Minh Viên để trả đũa việc nhà Thanh ngược đãi các tù nhân Tây phương. Tuy nhiên, lãnh sự Anh Quốc bỏ qua Tử Cấm Thành, giữ nó lại làm một địa điểm tổ chức lễ ký kết hiệp ước. Theo Điều ước Bắc Kinh kết thúc chiến tranh, triều đình Thanh buộc phải cho phép các cường quốc Tây phương thiết lập sự hiện diện ngoại giao thường trực trong thành. Các đại sứ quán ngoại quốc được đặt ở đông nam Tử Cấm Thành, tại Đông Giao Dân Hạng.

Năm 1886, Từ Hy thái hậu hạ lệnh cho xây dựng lại Di Hòa Viên bằng kinh phí từng dự định dùng cho hải quân.[102] Sau khi nhà Thanh chiến bại trước Nhật Bản trong Chiến tranh Thanh-Nhật và buộc phải ký kết Điều ước Mã Quan, Khang Hữu Vi tập hợp 1.300 sĩ đại phu bên ngoài Tuyên Vũ Môn để phản đối điều ước và thượng biểu cho Quang Tự Đế. Vào tháng 6 năm 1898, Quang Tự Đế chấp thuận các đề xuất của Khang Hữu Vi, Lương Khải Siêu và các sĩ đại phu khác và cho tiến hành Bách Nhật Duy Tân. Cuộc cải cách này khiến Từ Hi thái hậu lo sợ, và với sự giúp đỡ của ngoại thích Vinh Lộc và chỉ huy Bắc Dương quân là Viên Thế Khải, Thái hậu tiến hành chính biến. Quang Tự Đế bị bắt giam, Khang Hữu Vi và Lương Khải Siêu phải chạy trốn ra ngoại quốc, còn Đàm Tự Đồng và ngũ vị quân tử khác bị xử trảm thị chúng tại Thái Thị Khẩu bên ngoài Tuyên Vũ Môn. Một di sản của thời gian duy tân ngắn ngủi là việc thành lập Đại học Bắc Kinh vào năm 1898.

Năm 1898, một nhóm thiên hi niên chủ nghĩa gọi là phong trào Nghĩa Hòa Đoàn nổi dậy tại Sơn Đông với mục đích chống lại chủ nghĩa đế quốc Tây phương xâm nhập Trung Quốc.[110] Họ tấn công người Tây phương, đặc biệt là những nhà truyền giáo và những người Trung Quốc cải sang Cơ Đốc giáo. Triều đình Thanh thoạt đầu trấn áp Nghĩa Hòa Đoàn song Từ Hy thái hậu cố gắng dùng họ để ngăn chặn ảnh hưởng của ngoại bang và cho phép họ tập trung tại Bắc Kinh. Vào tháng 6 năm 1900, Nghĩa Hòa Đoàn cố xông vào khu Đông Giao Dân Hạng, lúc đó là nơi trú ẩn của vài trăm thường dân ngoại quốc và khoảng 3.200 tín hữu Cơ Đốc Trung Hoa. Một đội quân quốc tế gồm tám nước cuối cùng đánh bại Nghĩa Hòa Đoàn và quân Thanh, giải vây cho khu vực các sứ quán. Các đội quân ngoại quốc cướp phá thành Bắc Kinh và chiếm đóng miền Bắc Trung Quốc. Từ Hi thái hậu chạy đến Tây An và chỉ trở về Bắc Kinh sau khi triều đình Thanh ký kết Điều ước Tân Sửu mà theo đó Trung Quốc phải trả bồi thường chiến phí 450 triệu lạng với lãi suất 4 phần trăm. Gánh nặng bồi thường chiến phí khiến triều đình Thanh phải gia tăng thu thuế và khiến quốc lực tiếp tục suy yếu.[111]

Sau khởi nghĩa Nghĩa Hòa Đoàn, triều đình Thanh đẩy nhanh tốc độ cải cách và dễ dàng tiếp nhận ảnh hưởng của ngoại quốc. Các kỳ thi khoa cử kéo dài hàng thế kỷ bị bãi bỏ vào năm 1905, thay thế chúng là hệ thống giảng dạy và văn bằng theo kiểu Tây phương. Giáo dục công cộng cho phụ nữ được nhấn mạnh hơn và nhận được sự ủng hộ của cả Từ Hi thái hậu.[112] Đến cuối thời Thanh, các trường nữ sinh tại Bắc Kinh cởi trói yêu cầu đầu vào. Viện Cảnh sát Bắc Kinh được thành lập vào năm 1901 là học viện đào tạo cảnh sát hiện đại đầu tiên tại Trung Quốc, sử dụng các huấn luyện viên người Nhật và trở thành một hình mẫu cho học viện cảnh sát của các thành phố khác. Học viện Y Hiệp hòa Bắc Kinh được các nhà truyền giáo thành lập vào năm 1906 và được quỹ Rockefeller tài trợ từ năm 1915, thiết lập tiêu chuẩn cho việc đào tạo y tá.[113] Thư viện Đại học Thủ đô tại Bắc Kinh được thành lập vào năm 1898, nó là thư viện đại học hiện đại đầu tiên của Trung Quốc dành để phục vụ cho việc giáo dục giáo dục công lập bậc đại học.[114][115] Năm 1911, Chương trình Học giả Bồi hoàn Canh Tý do Hoa Kỳ tài trợ thiết lập American Indemnity College ở Thanh Hoa Viên thuộc tây bắc Bắc Kinh, hoạt động như một trường học dự bị cho các sinh viên có kế hoạch đi lưu học ở ngoại quốc. Năm 1912, trường được đổi tên thành Đại học Thanh Hoa, và cho đến nay vẫn duy trì vị thế là một trong các cơ sở giáo dục bậc đại học hàng đầu tại Trung Quốc.

Cũng trong năm 1905, Hộ bộ và các nhà đầu tư tư nhân thành lập Ngân hàng Hộ bộ, ngân hàng trung ương đầu tiên của Trung Quốc và cũng là ngân hàng "hiện đại" lớn nhất đương thời[116] Ngân hàng này được đổi tên thành Ngân hàng Trung Quốc sau Cách mạng Tân Hợi và bắt đầu biến Bắc Kinh trở thành trung tâm của các ngân hàng quốc gia tại Trung Quốc. Các ngân hàng ngoại quốc lớn như HSBC, Citibank, Deutsch-Asiatische Bank và Ngân hàng Chính kim Yokohama mở chi nhánh tại Đông Giao Dân Hạng.

Tuyến đường sắt thương mại đầu tiên qua địa phận Bắc Kinh là tuyến Thiên Tân-Lư Câu Kiều, được xây dựng từ năm 1895 đến 1897 bằng vốn của Anh Quốc.[117]. Ga cuối của tuyến đường sắt được kéo dài hơn về phía trung tâm thành phố, tới Phong Đài và sau là tới Mã Gia Bảo, nay bên ngoài Vĩnh Định Môn, một cổng thành của Ngoại Thành.[117] Triều đình Thanh chống lại việc kéo dài tuyến đường sắt vào trong tường thành.[117] Để đảm bảo Từ Hy thái hậu sẽ ủng hộ việc xây dựng đường sắt, Tổng đốc Trực Lệ Lý Hồng Chương nhập khẩu một xe lửa nhỏ từ Đức và cho xây dựng một tuyến đường sắt khổ hẹp từ cung của bà tại Trung Nam Hải đến thực đường của bà tại Bắc Hải.[117] Từ Hy thái hậu lo ngại rằng tiếng ồn của đầu máy xe lửa sẽ ảnh hưởng đến phong thủy của hoàng cung, vì thế yêu cầu các thái giám kéo xe lửa thay vì dùng động cơ hơi nước.[117]

Các cường quốc từng chiếm đóng thành phố trong khởi nghĩa Nghĩa Hòa Đoàn kéo dài tuyến đường sắt vào trong tường Ngoại Thành ở Vĩnh Định Môn vào năm 1900 và sau đó kéo dài về phía bắc đến Chính Dương Môn (Tiền Môn) ở ngay ngoài tường Nội Thành vào năm 1903.[117] Họ xây dựng một đoạn đường sắt nhánh về phía đông đến Thông Châu để tiến hành vận chuyển ngũ cốc từ Đại Vận Hà. Đoạn đường sắt này xây dựng từ năm 1896 đến 1905, và được đổi tên thành đường sắt Kinh-Hán sau khi tiến đến Tiền Môn từ phía tây.[118] Việc xây dựng tuyến đường sắt khiến một phần tường thành ở Tuyên Vũ Môn bị phá hủy. Tuyến đường sắt Bắc Kinh-Phụng Thiên vào năm 1907 cũng khiến một đoạn tường thành ở Sùng Văn Môn bị phá.[118] Tuyến đường sắt đầu tiên tại Trung Quốc được xây dựng mà không cần viện trợ của ngoại quốc là tuyến đường sắt Bắc Kinh-Trương Gia Khẩu, do Chiêm Thiên Hựu thiết kế và được xây dựng từ năm 1905 đến năm 1909 và điểm cuối của nó nằm ngay bên ngoài Tây Trực Môn.[118] Những năm cuối thời Thanh, Bắc Kinh có các tuyến đường sắt kết nối đến Hán Khẩu (Vũ Hán), Phổ Khẩu (Nam Kinh]], Phụng Thiên (Thẩm Dương) và Đại Đồng, và là một đầu mối đường sắt lớn tại miền Bắc Trung Quốc.