Anonymus leírása szerint a honfoglalás után Árpád vezér Budavárat, a hajdani „Attila király városát” választotta törzse szálláshelyéül, központi földrajzi fekvése miatt, és itt is temették el 907-ben, a szomszédos Fehéregyházban. Ezt a helyet általában Óbudával szokták azonosítani. (Bár akadnak akik Pesthidegkúton vagy a közeli Pilis hegységben keresik.)

A városhoz kapcsolódik Gellért püspök legendája, akit pogány felkelők a mai Gellért-hegy (az akkori Pest-hegy) oldalában gyilkoltak meg (a legenda szerint szöges hordóba zárva legurították a dombról), ennek emlékét őrzi a hely mai neve.

Óbuda és Pest római öröksége, a sok ezer épület romja évszázadokon át látható volt, az Árpád-korban azonban a helyükön fokozatosan igazi, nyüzsgő középkori városok épültek. Óbuda úthálózata a római korból maradt fenn, lakossága szőlőműveléssel foglalkozott. Területén egyházi birtokok alakultak ki, a 13. században pedig vár épült. 1223-ban a városban nagy tűzvész pusztított, amiben a főként fából épült házak elhamvadtak. Pestet a 12. században már fal vette körül, 1230-ban pedig kiváltságlevelet kapott II. Endrétől.

IV. Béla király 1241-ben Pestről indult a tatárok ellen. A vesztes csata után a tatárok felégették Pestet, majd 1241/42 telén átkeltek a befagyott folyón, és Óbudát is elpusztították. A két város teljes lakosságát meggyilkolták. A pestieket például a város nagytemplomában, a mai Belvárosi plébániatemplomban koncolták fel, ahová imádkozva összezsúfolódtak.

Miután visszatért, a király kővárat és Újbuda néven új várost építtetett az úgynevezett Pest-hegyen, a mai Várhegyen (1247 és 1265 közt). Ezek voltak itt az első városias épületek, a későbbi híres budai vár alapját képezve. IV. Béla várkastélyát, amely a mai Mátyás-templom közelében állt, már jobban lehetett védeni támadások esetén, mint az alacsonyabban fekvő óbudai várat. (Annak feltételezett romjait is feltárták a régészek.)

IV. Béla a tatárjárás alatt tett fogadalmához híven az egyháznak ajándékozta a Nyulak szigetét (a mai Margit-szigetet), és az itt épült Domonkos-rendi apácakolostorban helyezte el legkisebb leányát, Margitot, aki a város híres szentje lett.