При делла Ровере в городе постепенно наступает упадок, а после смерти последнего герцога, Федериго, в 1624 г. Урбино включается в состав папских владений, и в 1860 г. в составе Пьемонта входит в объединенную Италию.
Разновеликие корпуса герцогского дворца, построенные в 1468-72 г.г., уверенно поднимаются над массивом городских домов, сбившихся у подножия холма, чтобы окончательно утвердить величие герцогской власти. Замок Монтефельтро расположен над обрывом холма, поэтому высота внешних стен больше высоты замка со стороны города. Он является сердцем Урбино, вокруг которого сгруппирован весь город. Внешняя кирпичная стена с 4 полукруглыми башнями усилена внизу наклонными контрфорсами с арками между ними. Две центральные башни, увенчанные шестигранниками с коническими шпилями на машикулях, фланкируют изящную четырехэтажную ренессансную лоджию, два верхних яруса которой ограничены ажурным парапетом. Прямоугольные окна обрамляют белокаменные пилястры на консолях. Обращенный в сторону города двухэтажный фасад оживляют несколько прямоугольных порталов с пилястрами и лепниной.
Первый ярус ренессансного квадратного внутреннего двора замка окружен гармоничной аркадой полукруглых арок, которые несут коринфские колонны, продолжающиеся пилястрами на втором этаже. За двумя доминирующими над всей постройкой башнями скрыт висячий сад регулярной планировки. На втором этаже дворца расположены парадные апартаменты, среди которых особо выделяется огромный тронный зал с массивным камином, перекрытый коробовым сводом, к нему примыкает зал дельи Анджели, построенный Лоренцо де Лаурана. Замок знаменит своей картинной галереей, живописными фресками и собранием скульптур эпохи ренессанса.
Рядом с замком возвышается кирпичный кафедральный собор, возведенный в виде латинского креста и увенчанный куполом на большом восьмигранном барабане над средокрестием. К его северному фасаду пристроена большая лоджия с тремя аркадами. Западный фасад декорирован треугольным белокаменным портиком, фланкированным четырьмя коринфскими пилонами. Интерьер собора украшают картины Пьеро делла Франческа.
От центральной площади отходят улицы, вначале широкие, по мере приближения к крепостным стенам становящиеся узкими и извилистыми, застроенные кирпичными домами с черепичными крышами. В одном из таких домов родился и жил до 14 лет великий художник Рафаэль Санти. В этом трехэтажном увенчанном двухскатной крышей с выступающими балками доме с прямоугольными окнами с плоскими фронтонами и порталом с двумя маленькими окошками по бокам, сейчас расположен музей, где экспонируются ранние работы художника.