宋朝时期，定州地处宋辽交界边陲，军事战略地位极为重要。北宋时期，定州的开元寺塔除了宗教意义外，还因登塔可望契丹军情，所以又称“料敌塔” 。宋太宗时，开元寺僧人令能奉旨往天竺取经，得舍利子归。真宗咸平四年（公元1001年）开始建塔，仁宗至和二年（公元1055年）才最终建成 。此塔高83.7米，是我国现存最高的砖塔，享有“中华第一塔”的美誉，1961年被国务院公布为第一批全国重点文物保护单位 。塔内有北宋至清代的37块碑刻和数处名人题记，以及宋代斗拱彩画、佛教人物壁画、金刚经函等珍贵文物，它不仅是建筑艺术的杰作，还承载着丰富的佛教文化和历史信息 。
元朝时期，定州地区归中书省管辖，作为连接南北的重要通道，定州的交通和商业持续发展，城市规模进一步扩大。明朝公元1369年改中山府为定州，州治在安喜县（今定州市），从此中山府的名字不再出现。公元1370年改安喜为定州，从此安喜二字不再出现，而定州二字成为现定州城所专用，并一直延续至今 。
清朝时期，定州属直隶省，作为直隶地区的重要城市，定州在政治、经济、文化等方面都发挥着重要作用。清朝对定州的城市建设进行了一些修缮和扩建，使得定州的城市面貌得到了一定的改善。
民国时期，定州经历了一系列的行政区划调整。1913年，分全省为津海、保定、大名、口北四道，以定州隶保定道，1914年始依部令改为定县 。抗日战争时期，中共定县县委将定县分为定南、定北两县，后定北县又分为定唐、望定二县。日本投降后，恢复定北县。1947年定县解放，建立定县市；定南、定北县合并为定县 。翌年定县市并入定县，曾是冀中九专署（后改为定县专署）驻地 。1958年定县、曲阳合并为定县，1961年定、曲两县分置。1986年，定县撤县改为定州市 。
在漫长的历史进程中，定州先后涌现出战国名将廉颇、汉代音乐家李延年、唐代诗人刘禹锡、崔护，宋代理学家程颢、程颐，现代人民艺术家张寒晖，着名教育家王森然等历史名人；隋代杨坚、宋代司马光、韩琦、苏轼等曾在定州任职 。这些名人的出现，不仅为定州的历史增添了光彩，也对定州的文化发展产生了深远的影响。