4 февраля 1854 года началась новая история города Алматы, основанного на месте древних поселений эпохи бронзы. Связана эта история с основанием в предгорьях Заилийского Алатау, в междуречье двух Алмаатинок военного укрепления Российской империи крепости Верное. К осени 1854 года военное укрепление было готово. 1 июля 1855 года в Верный прибыла первая партия переселенцев-казаков. В 1856 году начинают прибывать русские крестьяне-переселенцы, они положили основание Большой Алматинской станице, выросшей рядом с крепостью. По мере пребывания переселенцев вскоре по соседству возникли Малая Алматинская станица и Татарская (Ташкентская) слобода, в которой селились татарские купцы и ремесленники. В мае 1859 года поселение уже насчитывало 5 тыс. жителей. Строительными работами руководил инженер Л. Александровский, начальником строительства был военный инженер Ц. Гумницкий. 11 апреля 1867 года военное укрепление Верное было преобразовано в город с переименованием его в Алматинск, однако название не закрепилось и в этом же году по докладу правительственной «Степной комиссии» город был назван Верным.
Преобразование Верного из военного укрепления в город связано с реформой 1867–1868 гг. Верный становится центром Верненского уезда и Семиреченской области. Первым губернатором Семиреченской области назначен Г. А. Колпаковский. Автором первого плана города является Н. Криштановский. По его плану город имел размеры: к югу вдоль реки Алматинки, к западу. Предусмотрены сенной, конный и зеленый базары, четыре площади под парки. Территория, отведенная под новый город, была разбита на кварталы, а кварталы на участки. Установлено три категории домов города. Дома I и II категорий должны быть двухэтажными, в крайнем случае, одноэтажные на высоком полуподвале, ими застроен город, домами Ш категории – окраины. Земельные участки под застройку продавались. Композиционным узлом города была выбрана Гостинодворская площадь (ныне торговый центр «Алматы»). Основные административные и общественные здания располагались в кварталах, примыкающих к городскому парку (ныне Парк им. 28-ми панфиловцев). Первым городским архитектором был Г. Н. Серебряников (1839–1883 гг.).
28 мая 1887 года в Верном произошло разрушительное землетрясение, разрушившее почти весь город. Особенно пострадали большие кирпичные дома. 1 июня 1887 года военный губернатор Семиреченской области издал приказ: «Вследствие выяснившейся ненадежности в случаях сотрясения почвы кирпичных построек впредь предлагается возводить лишь деревянные дома» («Семиреченские Ведомости», №91, 1 июня.). Для изучения последствий землетрясения и выработки отдельных мероприятий в случае его повторения в Семиречье работала комиссия во главе с профессором И. В. Мушкетовым. Землетрясение и его последствия изменили вид города к худшему. Впоследствии в основном, строились одноэтажные дома из дерева или самана. Большой вклад в восстановление города и изменения его облика в лучшую сторону внес А. П. Зенков – военный инженер, архитектор, первый в Семиречье разработавший и воплотивший принципы сейсмического строительства (Кафедральный собор). Землетрясение 1910 года подтвердило правильность его разработок.
Большим достижением в этот период явилось озеленение города. В этом была заслуга администрации города и лично братьев Эдуарда и Отто Баумов. Старший брат О. Баум – ученый лесовод с 1883 года – заведующий Казенным садом (парк Горького), в 1880 году заложил рощу, носящую его имя. Вторым и последним в предреволюционные годы главным архитектором города был француз Поль Гурдэ (1846–1914), ставший автором первого герба города. Революция 1917 года не изменила облика города. На старых зданиях появились новые вывески и лозунги.
В марте 1917 года смещены со своих постов военный губернатор, верненский городской голова, воинский начальник. Временное правительство назначило своих комиссаров Шкапского и Тынышпаева. 2 марта 1918 года в городе установилась Советская власть, был избран областной исполнительный комитет во главе с П. М. Виноградовым.
5 февраля 1921 года на объединенном торжественном заседании обкома, облвоенревкома, представителей советских учреждений, профессиональных и пролетарских организаций, мусульманской бедноты было принято решение переименовать г. Верный в г. Алма-Ату.
3 декабря 1926 года Совет труда и Обороны принял постановление о строительстве Туркестано-Сибирской железной дороги, без которой невозможно было успешное осуществление реконструкции народного хозяйства обширнейшего района востока и юго-востока республики. Строительство Турксиба явилось решающим экономическим фактором для избрания Алма-Аты столицей Казахстана. 2 марта 1927 года ЦИК и СНК Каз. АССР принял постановление о переносе столицы республики из Кызылорды в Алма-Ату. Переезд правительственных учреждений приурочивался к началу регулярного движения поездов по Турксибу. Переезд состоялся в мае 1929 года на пробном поезде строящегося Турксиба. 1 мая 1930 года открылось сквозное движение по Турксибу, и в Алма-Ату пришел первый поезд из Москвы. Дорога соединила два огромных экономических района — Сибирь и Казахстан.
В 1930 году был открыт Алма-Атинский аэропорт, и столица Казахстана получила воздушную связь с Москвой. Алма-Ата стала воздушными воротами Казахстана. Превращение небольшого провинциального городка в столицу республики потребовало строительства ряда правительственных и административных зданий, а также большого жилищного строительства.
Осенью 1929 года население города достигло уже 100 тысяч человек против 45 тысяч в 1926 году. В связи с переездом столицы Казахстана в Алма-Ату, в 1936 году был разработан Генеральный план, основной задачей которого было превращение Алма-Аты в культурную благоустроенную столицу. В основу планировки легла исторически сложившаяся прямоугольная система кварталов с ее одновременным укрупнением и реконструкцией.
В годы Великой Отечественной войны в Алма-Ату было переброшено из прифронтовой полосы более 30 промышленных объектов, развернуто 8 эвакогоспиталей, размещено 15 вузов и техникумов, около 20 научно-исследовательских институтов, свыше 20 культурно-просветительских учреждений. В Алма-Ате были объединены ведущие киностудии Ленинграда, Киева, Москвы. За самоотверженный труд в тылу свыше 52 тысяч алмаатинцев были удостоены высоких государственных наград. 48 горожан получили высокое звание Героя Советского Союза. В Алма-Ате были сформированы 3 стрелковые дивизии (среди них знаменитая 8-ая гвардейская панфиловская дивизия), 2 стрелковые бригады и 3 авиационных полка.
Новый проект планировки Алма-Аты, выполненный в 1949–1950 годах Ленинградским отделением Гипрогора, был обусловлен пятилетним планом восстановления и развития народного хозяйства КазССР, предусматривал застройку центральной части 3–4-х этажными домами: особое внимание уделяется совершенствованию транспортных магистралей и связей; впервые предлагается противоселевая защита города.
Исторически сложившиеся традиции планировочной системы города Верного нашли отражение в новом генплане Алма-Аты 1968 года, в который была заложена концепция «динамического центра», что предусматривало перемещение городского центра в направлении развития города. В этот же период в строительство активно внедряется опыт возведения сейсмостойких зданий повышенной этажности. Активно ведется строительство школ, больниц, культурно-зрелищных сооружений, среди которых Дворец им. Ленина, гостиница «Казахстан», спортивный комплекс «Медео» и другие проекты.
С 1981 года проводятся работы по проектированию метрополитена. Новый геплан Алматы, разработанный в 1998 году с перспективой до 2020 года, основной целью ставит формирование "экологически благоприятной, безопасной и социально удобной жизненной среды. Основная архитектурно-градостроительная идея: сохранить и развивать облик города Алматы как «города-сада».
В 1993 году решением правительства город Алма-Ата был переименован в Алматы. В 1997 году Указом Президента Республики Казахстан Нурсултана Назарбаева столица была перенесена из Алматы в Астану.
1 июля 1998 года была принят Закон об особом статусе города Алматы, определяющий его как научный, культурный, исторический, финансовый и производственный центр. Символ независимости республики – статуя Золотого человека на высоком постаменте, установленная на площади Республики.