Podczas odbudowy Sandomierza po zniszczeniach spowodowanych najazdem Litwinów w 1349 roku wytyczono rynek o wymiarach 100 na 120 metrów oraz wyprowadzone z niego uliczki. Z narożników wychodziły po dwie ulice, a z dłuższych boków rynku jeszcze po jednej, wszystkie w kierunku dróg podmurnych. Powstało w ten sposób 6 bloków zabudowy zawierających łącznie 40 działek, z których każda miała około 10 metrów szerokości i 40 – 45 m długości. Na środku rynku wzniesiono ratusz.
Początkowo była to budowla kilkukondygnacyjna, o planie zbliżonym do kwadratu, i stanowi ona południową część obecnego budynku. Na górnej kondygnacji miała plan ośmioboku. Zamiast sklepień kondygnacje rozdzielały drewniane, belkowe stropy. Pod koniec XV stulecia ratusz powiększono w kierunku północnym /dzisiejsza część środkowa/. Wieżę nad częścią południową zlikwidowano, wykonując nową, w tym samym miejscu gdzie stoi ona obecnie. Około połowy XVI wieku ratusz znowu rozbudowano. Jego rzut uzyskał kształt wydłużonego prostokąta, a elewacje zwieńczyły wysokie attyki. Posiadają one arkadkowy fryz, nad którym umieszczono na przemian konsolki i koliste otwory; ponad gzymsem pojawił się grzebień wolutowo – sterczynowy. Narożniki zaak-centowane są maszkaronami. Przebudowę w roku 1565 prowadził włoski murator odnotowany w księgach jako Joannes Italus.
Po zburzeniu wieży gotyckiej, w XVI stuleciu zbudowano nową. Miała ona zegar, o czym wspomina wzmianka z roku 1604. Wieża ta zawaliła się w roku 1623 na skutek pożaru. Obecnie od zachodu do korpusu ratusza przylega wieża pochodząca z pierwszej połowy XVII wieku, dołem czworoboczna, wyżej na planie ośmioboku. Ratusz płonął w czasie wojen szwedzkich, a potem w roku 1757, podczas wielkiego pożaru jaki ogarnął miasto. Tym razem budynek ratusza odbudowano dość szybko – dowodem na to jest belka stropu nad salą na piętrze, opatrzona datą 1758. Hełm zdobiący dziś ratuszową wieżę powstał znacznie później – podczas remontu wykonywanego w roku 1873 pod kierunkiem Antoniego Wieczorkowskiego, budowniczego i inżyniera powiatu sandomierskiego.
Renesansowy Sandomierz to nie tylko ratusz. Równocześnie z ratuszem powstało szereg nowych obiektów, przebudowywano też istniejące wcześniej budowle. W latach dwudziestych XVI stulecia, na polecenie Zygmunta I, podjęto prace przy Zamku. Tu robotami kierował mistrz Benedykt, znany z renesansowej przebudowy Wawelu. Nad Wisłą powstawały spichrze, a przy rynku kamieniczki, należące do przedstawicieli magnackich rodzin: Oleśnickich, Tarnowskich.
W drugiej połowie XVI wieku Sandomierz liczył 580 domów, a jego kupcy zapisani byli w komorach celnych 35 miast. Spośród mieszkańców miasta wymienić należy najwybitniejszego kompozytora polskiego tego okresu, Mikołaja Gomółkę /autora „Melodii na Psałterz Polski” do słów Jana Kochanowskiego/ oraz lekarza, Stanisława Bartolona. Doktor Bartolon ufundował miejskie wodociągi, ale musiał też być wybitnym profesjonalistą, skoro do historii przeszedł dzięki powiedzonku: „już mu i sędomirski doktor nie pomoże”.
Kres „złotego” dla miasta okresu przyniosły lata szwedzkiego „potopu”.