Az 1872. december 22-én mondta ki a parlament Buda, Pest és Óbuda, valamint a Margitsziget „Budapest főváros” név alatti egyesítését, másnap a törvény hatályba is lépett. Az egyesítés megnyitotta az utat a világvárossá fejlődés előtt, elősegítette az ipar és a kereskedelem gyors és nagyarányú növekedését, a közintézmények fejlődését. Így lett 1900-ra Budapest Európa nyolcadik legnagyobb városa.
A három városrész közül időrendileg először Óbuda játszott kiemelkedő szerepet az 1—4. században Pannónia tartomány katonai székhelyeként, Aquincum néven. A középkorban Buda volt a főváros, és Mátyás korában európai hírnévre tett szert. A 18. századtól Pest és Buda közösen gyakorolták a főváros funkcióit, az 1840-es évekre pedig a két város együtt jelentette a gazdasági, közigazgatási, kulturális és politikai központot.
Széchenyi 1829-ben felvetette az egyesítés gondolatát, 1831-es Világ című munkájában már a mai nevén említette a várost.
Szemere Bertalan belügyminiszter 1849. június 29-én rendeletet adott ki Buda, Pest és Óbuda egyesítéséről, de a folyamat a szabadságharc leverésével félbe maradt, hiszen egy egyesített, erős főváros megnehezítette volna Bécs pozícióját. Ugyanakkor a császári adminisztráció 1849. november 8-án politikai, december 19-én, közigazgatási szempontból egyesítette Budát és Óbudát, egy évvel később, 1850. november 13-án pedig Pestből és Budából lett egy közigazgatási egység, lakóit fogyasztási adó fizetésére kötelezve.
A kiegyezés után a városok egyesítése ismét napirendre került, és egyre több olyan igazgatási rendelet is született, amelyek már számoltak az egyesítéssel. Egy 1868-as rendelet meghagyva a két külön tankerületet, de közös iskolatanácsot állított fel, az 1870. X. törvénycikk pedig a Fővárosi Közmunkák Tanácsa megszervezéséről szólt.
1870. július 16-án a képviselőház utasította a belügyminisztériumot, hogy kezdjen tárgyalásokat a két város közigazgatásának egyesítéséről. Ekkor Buda és Pest vezetői helyi érdekekre, nemzetiségi és városgazdasági okokra hivatkozva ellenezték az egyesítést, a központi szervek azonban határozottak voltak, és a néhány héttel később megalakuló egyesítő bizottság felmérte a városok népességét.
Az 54 ezer lakosú Buda, a 200 ezer lakosú Pest szabad királyi fővárosok, valamint a Pest megyéhez tartozó, 16 ezer lakosú Ó-Buda mezőváros és a Margit-sziget Buda-Pest főváros név alatti egy törvényhatósággá egyesítéséről az 1872. évi XXXVI. törvénycikk rendelkezett.
Az egyesülést elrendelő törvénytervezetet Wahrmann Mór, Pest-Lipótváros országgyűlési képviselője és Házmán Ferenc, Buda országgyűlési képviselője, az utolsó budai polgármester nyújtotta be. A törvényjavaslat elfogadása után a három város képviselőiből választott, 34 tagú bizottság dolgozta ki Széher Mihály pesti képviselő vezetésével a kerületek beosztását, alakította ki a választókerületeket, állapította meg a közgyűlés bizottsági szervezetét, a városi jelképeket, a tanácsi választások módját. Az újonnan létrejövő várost a bizottság javaslatára tíz kerületre osztották, a közgyűlésnek 400 tagja lett. 1873. október 5-én Ráth Károlyt Budapest főpolgármesterévé, Kamermayer Károlyt a város polgármesterévé választották meg. (A főpolgármester inkább reprezentációs cím volt, a tényleges munkát a polgármester végezte.) Az első budapesti választásokat 1873. szeptember 25-26-án tartották. Október 25-én ült össze az egyesített főváros első közgyűlése a Vigadóban. Az egyesítés folyamata 1873. november 17-én zárult le, a fővárosi tanács ekkor vette át véglegesen a folyó ügyeket, ezért lett Budapest napja ez a dátum.