Город начинает расти, и в XII в. коммуна Сиены сначала провозглашает независимость от власти епископа (1167), а в 1179 г. вступает в действие первая письменная конституция города. В Сиене строится кафедральный собор, обустраивается замечательная Пьяцца-дель-Кампо, восхищающая и сегодня всех гостей города. В 1194 г. начинается строительство Палаццо Пубблико (местопребывание городских властей). В 1240 г. в Сиене был основан университет. В Сиене же несколько позднее родился и самый значительный из художников, предшествовавших Ренессансу: Дуччо ди Бонинсенья. В конце XII в. власть в городе захватывает партия гибеллинов, что только усиливает противоречия с Флоренцией, где правили гвельфы. Этот конфликт, кстати, отражен и в «Божественной комедии» Данте. 4 сентября 1260 г. сиенские гибеллины, объединившись с войском Манфреда Сицилийского, разгромили в битве при Монтаперти флорентийских гвельфов. У союзников была 20-тысячная армия против 33 000 у флорентийцев. Сиенцы объясняют свою победу тем, что незадолго до сражения город был посвящен Деве Марии (кстати, замечают в Сиене, именно Дева Мария охраняла город и при бомбежках во время 2-й мировой войны). Руководил войском Бонагуида Лукари, шедший в сражения босоногим и с непокрытой головой. Перед битвой Лукари прилюдно обнялся в честь вечного и нерушимого союза с местным епископом. Легенда рассказывает, что во время сражения густое облако накрыло поле битвы, и помогло сиенцам одержать победу. Почти половина вражеской армии (15 000 воинов) была перебита. И долго еще сиенцы, желая разозлить своих флорентийских противников, бросали им в лицо короткий вызов: «Вспомни о Монтаперти!» Победные торжества, однако, продолжались недолго, в 1269 г. флорентийцы взяли реванш в битве при Колле-Валь-д’Эльза, а в 1287 г. к власти в Сиене пришла партия гвельфов. Впрочем, именно при гвельфах Сиена достигла максимума своего экономического и культурного расцвета. Жестокий удар благосостоянию города нанесла эпидемия чумы в 1348 г. Закат сиенской славы был медленным, но неуклонным. Около полувека городом правили выборные старшины: сначала девять (это сохранилось еще от смены власти в 1287 г.), потом – 12 (в 1355), 15 (в 1385), 10, 11 и снова 12 (1398), пока наконец власть в городе не получил миланский герцог Джан Галеаццо Висконти, который должен был остановить экспансию Флоренции, но быстро разочаровал сиенцев, и в 1404 г. Висконти был изгнан из города. В Сиене снова установилось правительство Десяти, которое, однако, вынуждено было учитывать требования флорентийцев и неаполитанского короля Ладислава. Когда уроженец Сиены был избран папой (Пий II), к власти в городе пришли представители знати, но вскоре власть снова вернулась в руки народных представителей. В 1472 г. республика основала банк Монте дей Паски, действующий и в наши дни и являющийся, таким образом, самым старым банком в мире. Нобили вернулись к власти в 1487 г. при поддержке Флоренции и Каррары: Пандольфо Петруччи сыграл выдающуюся роль в истории города. Он не только оказывал покровительство наукам и искусствам, но и защищал Сиену от попыток захватить город, которые предпринимал Чезаре Борджа. Наследники Пандольфо уже не пользовались такой поддержкой горожан. Последний из Петруччи, Фабио, был изгнан из Сиены в 1523 г. Император Карл V попытался воспользоваться хаосом в управлении городом и ввел в Сиену имперский гарнизон. Но горожане взбунтовались, прогнали испанцев и объявили себя союзниками французов (1552), что дало императору предлог послать к городу смешанную флорентийско-имперскую армию, под командой генерала Джан Джакомо Медичи. Командование обороной города сиенцы доверили Пьеро Строцци, но силы были неравны: в августе 1554 г. сиенская армия потерпела поражение в битве при Марчано.
Сиенцы вынуждены были запереться в городских стенах. Началась длительная осада, закончившаяся 25 апреля 1555 г. капитуляцией города. Сиенская республика, единственное государство в Европе, в котом власть долгое время находилась в руках горожан, перестало существовать. Надо отметить, что в момент гибели республики под властью Сиены оставалось около трети современной территории Тосканы. После падения республики часть горожан, не пожелавших сдаться врагу, укрылась в горах на юге Тосканы. Ими руководил все тот же Пьеро Строцци, между прочим, флорентийский беженец. Там, в Монтальчино, сопротивление продолжалось до 31 мая 1559 г., когда Сиена, преданная своими французскими союзниками, окончательно сдалась имперским войскам. Новый король Испании Филипп II передал земли Сиены в состав Великого герцогства Тосканского, исключив из них только прибрежные крепости, пожалованные другому государству – Президиям. Сиена пребывала в составе Великого герцогства вплоть до объединения Италии во 2-й половине XIX в.