Die Wahl Ferdinands zum Kaiser - der Grazer Hof zog 1619 nach Wien - bedeutete das Ende als Residenzstadt. Graz blieb aber Landeshauptstadt, denn die 1625 neu organisierten Grazer Behörden verwalteten weiterhin die innerösterreichischen Länder. Auch zu Beginn des 17. Jhs. errichteten italienische Baumeister repräsentative Monumentalbauten. Im Konnex mit dem Priesterseminar bildete die ehemalige Jesuitenuniversität (1607/09), die Wiege der heutigen Karl-Franzens-Universität, das wichtigste geistige Zentrum im gesamten südosteuropäischen Habsburgerreich.
Eines der bauhistorisch interessantesten Gebäude ist das von Antonio Solar erbaute Landeszeughaus (1643/44). Als ständiges Waffendepot gegen die Türkeneinfälle errichtet, lagern im Inneren in vier durch hölzerne Balkendecken unterteilten Stockwerksälen etwa 32.000 Waffen und Kriegsgerätschaften. Das Grazer Zeughaus ist somit heute das einzige der Welt, das seine Funktion als Waffenkammer seit 1644 in ununterbrochener Folge behalten hat.
Das Mausoleum mit der Katharinenkirche, auf dessen Kuppeln weithin sichtbar Kreuz und Reichsinsignien die enge Verbindung von Kirche und Herrscher demonstrieren, verleihen dem Stadtbild eine charakteristische Silhouette. Dieser größte Mausoleumsbau der Habsburger stellt das kunst- und kulturgeschichtlich bedeutendste Baudenkmal des Manierismus in der 1. Hälfte des 17. Jhs. in Österreich dar.
Das Abwandern des kaiserlichen Hofes nach Wien führte zu einem für diese Zeit typischen, immer noch von den hier tätigen italienischen Handwerkern und Künstlern getragenen Aufschwung adeliger und bürgerlicher Baukultur. So entstanden in der Barockzeit eine stattliche Anzahl auch für Österreich baugeschichtlich bedeutender Palais (z.B. Attems, Wildenstein, Stubenberg, Welsersheim) mit künstlerisch hochwertigen Stuckdekorationen, die sowohl Innenräume als auch Außenfassaden bereichern.