Αποτέλεσε όντως σημαντικό διοικητικό και στρατιωτικό κέντρο της περιοχής και έδρα μητροπόλεως. Οργανώθηκε γύρω από την αρχαία ακρόπολη, όπου χτίστηκε : ο καθεδρικός ναός του Αγίου Αχιλλείου (πρώτου επισκόπου Λάρισας) κατά τον 4ο αιώνα μ.Χ. ο οποίος έλαβε μέρος στην Α' Οικουμενική Σύνοδο και η επισκοπική κατοικία. Η εύρεση δεξαμενών, λουτρών και κατοικιών μαρτυρεί την ανάπτυξη της Λάρισας εκείνη την εποχή.

Γύρω στα τέλη του 4ου αι. μ.Χ. αναφέρεται κατάληψη και λεηλασία της πόλης κατά την επιδρομή των Γότθων του Αλάριχου, ενώ το 482 μ.Χ., οχυρώνεται από τον αυτοκράτορα Ιουστινιανό και ορίζεται τελεσίδικα έδρα της επαρχίας. Το 982 μ.Χ. κυριεύεται, έπειτα από τριετή πολιορκία, από το Βούλγαρο τσάρο Σαμουήλ, ο οποίος μετέφερε τα λείψανα του Αγ. Αχιλλείου στο ανάκτορό του , στη λίμνη Πρέσπα. Στη χρυσόβουλο του αυτοκράτορα Αλέξιου Γ΄ Κομνηνού (1199 μ.Χ.) η Λάρισα μνημονεύεται μεταξύ των πόλεων εκείνων στις οποίες παραχωρούνται εμπορικά προνόμια και ελεύθερη άσκηση του εμπορίου με τους Βενετούς.

Την άνοιξη του 1809 μ.Χ. η πόλη υπόκειται σε σύντομη κατάληψη και λεηλασία από τους διερχόμενους Καταλανούς.Στη διάρκεια της οθωμανικής κυριαρχίας (1423-1881) η διοίκηση της πόλης ανήκει στον πασά Λάρισας και το συμβούλιό του. Η Λάρισα εποικίζεται με Τούρκους ήδη από το στρατηγό Τουραχάν, ο οποίος την κατέλαβε οριστικά το 1423, ενώ ο ελληνικός πληθυσμός μετακινείται στις ορεινές και άγονες περιοχές. Η Λάρισα φέρει τώρα το όνομα "Γενί Σεχίρ" (=Νέα Πόλης) και αποτελεί το στρατιωτικό κέντρο των τουρκικών δυνάμεων. Η έδρα της μητροπόλεως μεταφέρεται στον Τίρναβο. Η πόλη γνωρίζει τεράστια ανοικοδόμηση, ενώ παράλληλα καταστρέφονται τα "βυζαντινά" κτίσματα. Ανεγείρονται δεκάδες τζαμιά και δημόσια κτίρια. Σώζονται μέχρι και σήμερα, η σκεπαστή αγορά (μπεζεστένι) του 15ου αι., τμήμα από το μεγάλο χαμάμ στην οδό Βενιζέλου και το Γενί Τζαμί (κτίριο του 19ου αι), το οποίο στεγάζει προσωρινά το Αρχαιολογικό Μουσείο.

Στις 30 Αυγούστου 1881, η Λάρισα αποτελεί και επισήμως τμήμα του Ελλαδικού κράτους. Η πόλη έκτοτε παραμένει ελληνική, εκτός από μια πρόσκαιρη κατάληψή της από τον τουρκικό στρατό, στον πόλεμο του 1897.