A római Aquincum katonai tábora és canabae-ja helyén épült Óbuda, amelyet az 1242-es tatárjárás után emelt új budai vár elkészülte előtt még Budának neveztek, már a kora középkorban fontos szerepet játszott a magyar állam történetében. Már a középkori történeti hagyomány az óbudai római romokban vélte felismerni Attila hun király városát, illetve a honfoglaló magyar fejedelmek emlékeit: Kurszán várát és a közeli Fehéregyházán Árpád sírját. Ezek a regényes elképzelések ugyan nem sok valóságalappal bírtak, de jól mutatják a hely jelentőségét a középkori emberek szemében. Az államalapítás utáni időből már konkrét adatok támasztják alá Óbuda kiemelkedő szerepét. A második magyar király, Orseolo Péter Aquincum késő római táborának hatalmas falai között kezdte meg a saját védőszentjének, Szent Péter apostolnak szentelt, monumentális budai prépostsági templom építését, amellyel alighanem elődje, Szent István király székesfehérvári prépostság-alapításának mintáját követte. Péter királyt azonban bukása megakadályozta a fehérvárival vetekedő méretű budai bazilika befejezésében, így a halála után lelassuló munkákat csak egy évszázaddal később, II. Géza király fejezhette be. A korabeli Európa más uralkodói palotáihoz hasonlóan, feltehetően itt is valahol a prépostság közelében állhatott a XII. században már az írott forrásokban is említett királyi kúria. A római falakon kívül, a település délnyugati sarka közelében, az 1230-as években II. András és fia, IV. Béla emelte az új királyi várat. A várépítés befejezésének időpontjára abból következtethetünk, hogy kápolnáját az 1235-ben szentté avatott Árpád-házi Szent Erzsébetnek szentelték. IV. Béla már ezt a várat tekintette fő rezidenciájának. Ettől kezdve a század végéig Óbuda lett a magyar királyok hivatalos székhelye.

A XIII. századi óbudai vár palotája 30 x 30 m-es, támpillérekkel erősített épülettömb volt, amelynek nagyjából 10 x 10 m-es belső udvarát minden irányból emeletes épületszárnyak övezték. A bejárat az északi oldalon, egy díszes bélletes kapun át nyílott. A kapu keretét váltakozó sorokban vörös- és fehérmészkőből rakott bélletek és faragott sárkányokkal díszített fejezetsor díszítették. A kapu mögött hasonló díszítésű előcsarnok helyezkedett el. Az előcsarnokból nyílott az északi szárny keleti felét elfoglaló kápolna, amelynek szentélye kiugrott a palota tömbjéből. A palota nyugati szárnyát egy 8 x 19 m-es nagyterem foglalta el. A lakosztályok a déli és a keleti szárnyon helyezkedhettek el. Ezekhez tartozhatott a déli homlokzat középrészéhez kapcsolódó keskeny helyiségsor, amelyből szennyvízcsatornák vezettek ki. Feltehetően itt voltak a palota árnyékszékei. Felettük, az emeleten talán egy ablakokkal megnyitott galéria húzódott. A délnyugati sarokban a földszinten egy római típusú hypocaustummal, azaz padló- és falfűtéssel ellátott kamra maradt fenn. Ennek a kápolna szentélyéhez hasonló apszisa volt. Innen is indult egy vízlevezető csatorna, ezért joggal feltételezhetjük, hogy a helyiség egy fürdő caldariuma lehetett. A palota tömbjét kb. 60 x 63 m-es, sarkain támpillérekkel erősített várfal ölelte körül, amelyen az északi oldal közepén kaputorony vezetett át. A falakat 15-16 m széles, falazott árok övezte, amelynek túlpartján, a kaputoronnyal szemben barbakán emelkedett. A feltűnően szabályos alaprajzú, zártudvaros, palotaszárnyakkal övezett óbudai vár elsősorban II. Frigyes császár dél-itáliai várépületeinek hatását mutatja, és főként az 1233-ban emelt Lucera várával vethető össze.

A XIII. század második felében tovább fejlődött a város. A prépostságot körülölelő római eredetű falak déli kapuja előtt jött létre a polgári település piactere, a római erőd nyugati kapuján kívül pedig felépült a ferencesek kolostora is. A XIV. század első felében Károly Róbert ugyan rezidenciáját Visegrádon rendezte be, de az óbudai vár továbbra is királyi szálláshely maradt. Károly halála után, 1343-ban fia, Nagy Lajos anyjának, Erzsébet királynénak adományozta a várat és a királyi városrészt.

A váron már 1301-ben III. András király özvegye, Habsburg Ágnes királyné építési munkákat végzett, majd az Anjou-korban is jelentős átépítések folyhattak. Nagy valószínűséggel ezek Erzsébet királynéhoz köthetőek, sajnos azonban pontosabb datálásukra nincs lehetőség. A XIV. századi vár képét őrizte meg Óbuda 1370-es évekből származó pecsétje. A kapu felett itt nyolcszögletű torony emelkedik, amelynek felső szintjét gótikus mérműves ablak díszíti. Régészeti feltárásokból ismerjük a palotakápolna XIV. században épült, támpilléres szentélyét és a keleti palotaszárny előtt, a falszorost elfoglaló pilléres csarnokot, amely az emeleti lakosztályok előtti teraszt, feltehetően függőkertet tartotta. Hasonló függőkertek maradványai kerültek elő a XV. századi tatai és budai várból is. Ugyancsak a XIII. századnál későbbi építkezés emléke a palota déli oldalához épített vaskos torony, amelynek alépítményén átvezették a szennyvízcsatornákat, és mellette egy ülepítőt is kialakítottak. Ez valószínűleg egy árnyékszéktorony lehetett. A külső várfal délkeleti sarkánál is egy, a várfalhoz utólag épült vastag fal került elő, amely feltehetően egy saroktorony maradványa lehet.