Весь конец 12 в. и первую половину 13 в. Сиена ведет постоянные войны с соседней Флорентийской республикой, стремившейся доминировать в Тоскане. Более могущественная гвельфская Флоренция наносит постоянные поражения гибеллинской Сиене, однако мир 1235 г. закрепил сложившуюся ситуацию, разделившую Тоскану между Флоренцией и Сиеной.
В это время происходят изменения и в системе управления коммуной. Ее главой становится подеста, выбираемый для управления армией, вскоре замененный на Совет Двадцати четырех, избираемый из числа горожан и обладавший всей полнотой власти в республике, общегородское собрание заменил Совет колокола, избираемый из трехсот депутатов, появились также законодательная комиссия Тринадцати стражей и Четырнадцати провведитори, осуществлявшая функции казначейства.
В 1251 г. Флоренция изгоняет гибеллинские семьи, которые находят приют в Сиене, что вызывает новую войну с Флоренцией. В битве при Монтаперти Сиена разбила Флоренцию, однако уже через 10 лет флорентийцы осадили Сиену, которая была вынуждена вернуть своих изгнанных гвельфов и распустить Совет Двадцати четырех. Гвельфы схлестнулись в борьбе за власть в Сиене с гибеллинами, республика ослабела и была захвачена торговыми корпорациями, создавшими тиранию Совета Девяти, власть которого стала абсолютной. Городом стали править гвельфы, а Сиена стала союзницей Флоренции. Развитие торговых отношений, основанных на экспорте, благоприятствовало развитию науки и искусства. В 1321 г. в Сиенский университет перешли ведущие преподаватели из Болоньи, развивается искусство проторенессанса и художественная школа, виднейшими представителями которой были Дуччо и Симоне Мартини.
Правительство Совета Девяти опиралось на военные формирования жителей 17 городских округов-контрад, каждая из которых имела свои традиции и знаки отличия, милицию и судебную коллегию. Остатки контрад сохранились в Сиене и сегодня. В 1355 г. император Карл IV совершил поход на Сиену, в результате которого Совет Девяти был свергнут, а к власти пришел Совет Двенадцати, избираемый каждые два месяца. Начала формироваться система партий, представляющих различные сословия горожан. Это привело к неустойчивости политической системы из-за постоянной борьбы партий между собой, возникали новые формы правительства, но ни одной не удавалось закрепиться надолго. Произошел спад производства и торговли, отставание Сиены от других итальянских городов привело к возникновению огромного внешнего долга. В 1385 г. к власти в Сиене пришла Синьория десяти приоров, места в которой поделили представители трех аристократических партий, а уже через два года Флоренция захватила город Монтепульчано, который принадлежал республике, и Сиена была вынуждена разорвать с ней договор о дружбе и стать союзницей Милана. В 1399 г. миланский герцог Джангалеаццо Висконти получил всю полноту власти в Сиене, однако после его смерти Сиена вновь обрела независимость и заключила новый союз с Флоренцией. В 1478 г. Сиена в союзе с Неаполем выступила против Флоренции и достигла в этом успеха, а вскоре власть в городе захватила семья Петруччи и удерживала ее на протяжении 35 лет. Изгнание Фабио Петруччи восстановило республику и вызвало войну с папой. Сиенцы обратились за помощью к императору Карлу V, который взял город под свое покровительство и разместил здесь свой гарнизон. В 1552 г. отряды оппозиции захватили город и изгнали испанцев, вместо которых был приглашен французский гарнизон, но французы были разбиты испанцами, вновь занявшими Сиену, которая была передана герцогу Тосканы Козимо I Медичи, и Сиенская республика прекратила свое существование.
Сиена является родиной Екатерины Сиенской, родившейся здесь в 14 в. и своей общественной деятельностью способствовавшей завершению Авиньонского пленения пап и возвращению папской курии в Рим. В 20 в. она была провозглашена святой покровительницей Италии.
Сиена, пожалуй, лучше других североитальянских городов сохранила дух средневекового купеческого города. Это сказывается не только в облике города, но и в тех традициях и красочных праздниках, которые до сих пор блюдут его жители. И, несмотря на наступившее забвение, Сиена напоминает о былом величии, и позволяет соприкоснуться с ним, демонстрируя свои величественные здания и красивые площади.