Durante este siglo alcanza Alcalá la cota máxima de su trayectoria cultural y de su influencia en la vida del país. La decadencia se iniciará en el último tercio de este siglo, coincidiendo con el colapso político que se produce con el reinado de Carlos II.

Durante este periodo serán numerosos los nuevos Colegios Menores que se construyen, entre los que se encuentran algunos de los más importantes que tuvo Alcalá; el Colegio Menor de San Nicolás de Tolentino (1604), el Colegio Menor de las Santas Justa y Rufina (1607), el Colegio Menor de Mercedarios Descalzos (1613), el Colegio Menor de San Patricio o los Irlandeses (1645), el Colegio Menor de San Basilio Magno (1660), etc.

Además aparecen numerosos conventos e iglesias pertenecientes al llamado "barroco madrileño"; la Iglesia de la Compañía, hoy parroquia de Santa María la Mayor (1602-1625); el Convento de las Agustinas Descalzas de Nuestra Señora de la Consolación o de la Magdalena, el Oratorio de San Felipe Neri o la Ermita del Santo Cristo de los Doctrinos.

Se inicia este periodo con el cardenal don Bernardo de Sandoval y Rojas, inquisidor general del Reino y ex colegial de la complutense (1600-1619). A él se debe que, en 1606, se consigan recuperar los restos de San Félix, que durante siglos se habían conservado en el Monasterio de San Zoilo de Carrión de los Condes y que desde entonces se veneran en la Magistral. Además, fundó, en 1613, el Convento de San Bernardo conocido como "las bernardas". Se encargaron los planos al arquitecto Gómez de Mora y las obras las supervisó el alcalaíno Sebastián de la Plaza.

Sucede a Sandoval el cardenal-infante don Fernando, hijo de Felipe III, que durante su mandato, de 1620 a 1643, se ocupará más de las actividades militares y de gobiernos de los Países Bajos, que se su archidiócesis. El mismo año de su nombramiento, el día 25 de abril, se declara públicamente el Milagro de las Sagradas Formas Incorruptas y se exponen éstas, tras un largo proceso de comprobación, para su veneración por parte del pueblo.

Ese mismo año se produce la muerte del ex favorito Duque de Uceda, que se encontraba en Alcalá desterrado y preso desde hacía tiempo.

En 1629 muere don Francisco de Figueroa, "el divino", famoso poeta alcalaíno que mandó quemar sus obras de las que sólo se salvaron sus "Elegías".

Con los mandatos de los Cardenales don Gaspar de Borja y Velasco (1643-1645) y don Baltasar de Moscoso Sandoval y Rojas (1646-1655) termina la etapa más gloriosa de Alcalá y comienza la decadencia.

En 1665 se produce la Reforma Universitaria de Medrano que entre otras consecuencias conlleva la reducción del número de colegios y colegiales y refunde, por primera vez, muchos de ellos.

Durante el gobierno del cardenal Portocarrero (1678-1709), que cierra este siglo, se le concede a Alcalá de Henares (por Real Cédula de Carlos II, dada en Aranjuez el 5 de mayo de 1687) el título de "Ciudad", que ya poseyera cuando se llamaba Complutum. Además se le da el tratamiento de "Muy Noble, Muy Leal e Ilustre".

En 1697, el monarca, acompañado de su esposa María Ana de Neoburgo, acude a Alcalá a orar ante las reliquias de San Diego y agradecerle la sanación de una grave enfermedad. Aprovechando esta circunstancia, concede a la ciudad un Mercado Franco y ayuda a que se inicie un proceso para la canonización de Cisneros.