Через сто с лишним лет в 892 г. по воле епископа Леодоино город был в очередной раз перестроен. Он вошел в владения графов Тосканских (Канноса). С именем последней представительницы этого рода Матильды связано важнейшее событие в истории города — строительство главного собора города (Дуомо), посвященного Святому Джеминиано (освящен в 1184). Собор интересен не только как цельный памятник романской архитектуры, но и своим скульптурным убранством.

После смерти Матильды Тосканской город стал независимой коммуной. Изображение этой женщины видят в загадочной скульптуре Бониссима — женщина, прижимающая к груди плод граната. 12 век принес Модене новые богатства и значительное расширение границ. В 1183 году в городе появился собственный университет. В 13 веке город втянулся в распри между гвельфами и гибеллинами и после некоторых перипетий пригласил в 1336 году представителя династии д"Эсте, владетелей Феррары.

В 1598 году, после того, как Чезаре д'Эсте вынужден был покинуть Феррару и поселиться в Модене, она стала столицей этой фамилии. С этого момента начинается блестящее время, неразрывно связанное с фамилией д"Эсте, продлившееся (с небольшими перерывами) вплоть до 12 марта 1860 года, когда Модена вошла в королевство объединенной Италии как его составная часть. В качестве столицы герцогства д'Эсте Модена пережила еще один период своего расцвета. Владения Дуков тогда обогатились новыми дворцами, памятниками и произведениями искусства. Появление многих из них связано с двумя успешными войнами в 17 и 18 вв.

Герцогский дворец семейства д'Эсте — Палаццо Дукале — расположен на одной из самых больших площадей города Пьяцца Рома. Его строительство начал архитектор Бартоломео Аванцини в 1635 году по приказу Дука Франческо I д"Эсте. Долгие годы Палаццо Дукале постоянно достраивался и перестраивался, обогащаясь новыми помещениями и элементами убранства, вплоть до 1939 года. В наше время в этом красивейшем дворце в стиле барокко базируется Военная академия. Большой популярностью среди туристов, посещающих Модену, пользуются красочные военные парады на Пьяцца Рома и ежедневное построение курсантов во дворе Палаццо Дукале.

Другой дворец — Палаццо Комунале. Вертикальное сооружение, украшенное часами начали строить еще в 1262 году и закончили к 1508 году, несколько позднее в 1552 году были добавлены мраморные украшения, а к возведению нового здания Муниципального дворца маэстро Раффаэле Риналди приступил лишь в 1624 году. Завершил его строительство в 18 веке архитектор Джузелпе Массари. В небольшом зале дворца по сей день хранится знаменитая «украденная бадья», которую в 1325 году жители Модены похитили у своих врагов-соседей болонцев, этот эпизод был воспет поэтом Тассо в одноименном произведении. От художественных сокровищ д'Эсте остались Галерея, музей и собрание медалей д"Эсте, музей-лапидарий, городской музей.

Неподалеку от Модена находится городок Маранелло, где расположена штаб-квартира знаменитой автокомпании «Феррари».