Eines der bekanntesten und für Innsbruck bedeutendsten Fürstenpaare regierte Tirol exakt während der Zeit, in der der Dreißigjährige Krieg Europa verheerte. Als Maximilian III. von Österreich kinderlos starb, brauchte es einen Ersatz als Statthalter Tirols. Der Habsburger Leopold (1586 – 1632), im Jahr 1618 noch Bischof von Passau, wurde auserkoren, um die landesfürstlichen Regierungsgeschäfte zu führen. 1625 verzichtete der mittlerweile zum Herzog Erhobene auf seine kirchlichen Würden um heiraten und eine neue Tiroler Linie des Hauses Habsburg gründen zu können. Zur Braut erkoren wurde Claudia de Medici (1604 – 1648) vom mächtigen und reichen Fürstengeschlecht aus der Toskana. Die Medici hatten mit Baumwoll- und Textilhandel, vor allem aber mit Finanzgeschäften ein Vermögen verdient und waren zu politischer Macht gekommen. Unter den Medici war Florenz das kulturelle und finanzwirtschaftliche Zentrum Europas geworden, vergleichbar mit dem New York des 20. Jahrhunderts. Damit konnte Innsbruck trotz dem Status als Residenzstadt nicht mithalten, auch wenn Leopold alles daransetzte, um das zu ändern. Die Hochzeitsfeierlichkeiten der Verbindung von Habsburg und Medici war eines der prächtigsten Feste in der Geschichte der Stadt und hielt die Stadt zwei Wochen lang in Atem. Ein breites Unterhaltungsprogramm, darunter „Bären, Türken und Mohren“ versetzten Innsbruck in Verzückung und Erstaunen.

Weniger prächtig war die Regierungszeit, die von den Wirren des Dreißigjährigen Krieges geprägt war. Innsbruck blieb zwar von direkten Kriegshandlungen verschont, die Versorgungslage war trotzdem prekär. Leopold und Claudia ließen sich ihre glamouröse Hofhaltung davon nur bedingt einschränken.

Nach dem frühen Tod Leopolds regierte Claudia das Land mit Hilfe ihres Hofkanzlers Wilhelm Biener (1590 – 1651) mit moderner, frühabsolutistischer Politik und strenger Hand. Biener zentralisierte Teile der Verwaltung und entmachtete den oft korrupten und willkürlich agierenden lokalen Kleinadel zu Gunsten des Landesfürsten, um den Ausbau der Tiroler Landesverteidigungsanlagen zu finanzieren. Die für ihre Brutalität berüchtigten Schweden bedrohten die Tiroler Landesgrenzen, konnten dadurch abgewehrt werden. Bei Scharnitz an der heutigen deutschen Grenze wurden Verteidigungsanlagen errichtet und nach der Landesfürstin Porta Claudia genannt. Überreste davon sind noch heute zu besichtigen. Der unbequeme Biener wurde vom Nachfolger Claudias, Erzherzog Ferdinand Karls und den Landständen als Persona non grata inhaftiert und 1651 nach einem Schauprozess geköpft.

Ein Hauch Florenz und Medici prägt Innsbruck bis heute: Sowohl in der Jesuitenkirche, wo Claudia und Leopold ihre letzte Ruhestätte fanden, als auch in der Pfarrkirche Mariahilf prangt bis heute das Wappen ihrer Familie mit den roten Kugeln und den Lilien. Das Alte Rathaus in der Altstadt ist auch als Claudiana bekannt. Mit Leopolds Namen verbunden bis heute ist in Innsbruck besonders das Theater, ein Brunnen am Vorplatz erinnert an ihn.