Konyayı kendi merkezi yapan Karamanoğulları Beyliği, kurulan beylikler içerisinde en güçlü olanı idi. Aksarayda o dönemler bu güçlü beyliğin sınırları içinde bulunuyordu. Anadoluda beylikler devri bir iç mücadeleye sahne olmuştur. Osmanlı Beyliği kendisini mümkün olduğu kadar bu mücadelenin dışında tutmuştur. Hedef olarak Bizans ve küffar illerini kendine mücadele alanı olarak seçmiştir. Bu tutumuyla kısa zamanda Anadolu halkının sevgi ve saygısını kazanmış, önemli bir güç olarak kendisini göstermiştir.
Osmanlı Sultanı Yıldırım Beyazıd, Anadolu Türk Birliği siyasetine hız vermiştir. 1390 yılında Germiyan, Aydın, Menteşe ve Saruhan Beylikleri'nin ilhakı gerçekleşmiştir. Osmanlı Devletinin Anadoludaki nüfuzunun güçlendiğini gören Karamanoğlu Alaeddin Ali Bey, Osmanlı topraklarının bir kısmını ele geçirmiş, bunun üzerine Sultan Yıldırım Beyazıd ikinci Anadolu seferine çıkmak zorunda kalmıştır.
Doğunun cihangiri olan Timur ile batının cihangiri olan Yıldırım arasında 1402 yılında yapılan Ankara Savaşı'na kadar, Osmanlı idaresinde kalan Aksaray, Yıldırım’ın savaşı kaybetmesi sonucu, tekrar bağımsızlıklarına kavuşan beyliklerden Karamanoğullarının idaresine girmiştir. Bu durum Fatih zamanına kadar sürmüştür.
Fatih, 1461 den sonra Konya’da sikke bastırarak, beylerbeyliğine oğlu şehzade Mustafa’yı tayin etti. Bu tarihte Aksaray, henüz Osmanlı idaresine geçmemiştir.
1470 yılında Aksaray ve çevresi Vezir-i Azam İshak Paşa komutasındaki Osmanlı ordusu tarafından fethedilmiş ve Osmanlı topraklarına katılmıştır.
Fatih’in emriyle İstanbul’un fethinden sonra binlerce Müslüman Türk ailesi Aksaray'dan ve Ortaköy’den İstanbul'a getirilerek, ismini Aksaraylılardan ve Ortaköylülerden alan Aksaray ve Ortaköy semtlerine iskan edilmişlerdir.
Bu dönemde Aksaray, henüz Anadolu Selçuklu dönemindeki parlaklığını kaybetmemiş, sancak merkezi olarak mühim bir şehir özelliğini korumuştur.
Aksaray, Osmanlı döneminde yapılan 1501 tarihli yazıma göre 5.000-5.500 civarında Türk nüfusa sahiptir. Şehrin nüfusu, 1584'de 9.500'e çıkmıştır. XVII. ve XVIII. yüzyılda bu durumu koruyan Aksaray, XIX. yüzyılda önemini büyük ölçüde kaybetmiştir. Nitekim 1867’de nüfusu 3.000-3.500 kadariken, XIX. yüzyıldan sonra ancak 4.000-5.000'e yükselmiştir.
Aksaray'ın 1501’de otuzaltı, 1525’de otuzyedi, 1584’de kırkbir, XVII. yüzyılda ise otuziki mahallesi vardı. Evleri kerpiç ve taş yapıdandı.
XVII. yy.da Karaman eyaleti içerisindeki Aksaray Sancağında 13 Zeamet (Orta dereceli Devlet Memuru), 288 tımar vardı. Aksaray Sancak beyinin hası 350.000 akçadır.
1893 yılında Konya Vilayeti sınırlarında bulunan Aksaray, bir nahiye, yüzaltmış köyden ibaret olup, Kaymakam olarak Halis Efendi tayin edilmiştir. Aksaraydaki tarihi eserlerin hemen hemen tamamı Anadolu Selçuklu ve Beylikler dönemine aittir. Osmanlı dönemine ait çok az sayıda Camii,hamam ve türbe günümüze ulaşmıştır. Bir kısmı da zamanımıza kadar gelememiştir.