在法国大革命战争中，维也纳先后两次被拿破仑的军队占领。
第一次发生在年11月13日，法国军队未受到抵抗，不费吹灰之力地进了维也纳，维也纳的市民们甚至好奇地欢迎了他们。弗朗茨二世在此前的年戴上奥地利皇冠，以回应拿破仑的称帝，成为奥地利的第一位皇帝，开始了奥地利帝国的历史。
而拿破仑在年解散了神圣罗马帝国，弗朗茨二世不得不摘下神圣罗马帝国的皇冠，成为神圣罗马帝国的末代皇帝（年至年在位）。
年拿破仑第二次占领维也纳，但是这次他遭到了顽强的抵抗，攻占维也纳后不久便在阿斯佩恩战役中尝到首次大败的滋味。
拿破仑最终战败后，年9月18日至年6月9日在维也纳会议召开，这是一次由奥地利外交家克莱门斯·梅特涅发起的欧洲列强的外交会议，旨在为拿破仑战败后重新调整欧洲政治地图。
年法国二月革命也对维也纳产生了影响，3月13日首先爆发了德国三月革命，迫使总理克莱门斯·梅特涅下台，然后又在10月6日发生维也纳十月起义，最终被皇帝的军队镇压。
维也纳在年开始扩建，再次呈现辉煌，在奥匈帝国建立的年，“圆舞曲之王”小约翰·施特劳斯创作了奥地利最出名的圆舞曲《蓝色多瑙河》。
这段辉煌在年维也纳的第5届世界博览会达到顶峰，博览会展现了空前的建筑设计。虽然奥匈帝国进入了它的尾声，但是这段时期维也纳也再次攀上以维也纳现代主义为代表的文化巅峰，城市建筑上发起新艺术运动。
绘画突出古斯塔夫·克里姆特（GustavKlimt）和埃贡·席勒（EgonSchiele）的表现主义，音乐方面则有马勒和莱哈尔，勋伯格、韦伯恩和阿尔班·贝尔格的“维也纳第二乐派”，西格蒙德·弗洛伊德开创了精神分析学。