В XIV—XV веках борьба, разгоревшаяся за Север, не оставила в стороне и Устюг. Новгородцы шесть раз нападали на него. Устюжане выступали на стороне московских князей.
В конце XIV века при великом князе Василии I Устюг окончательно закрепился за Великим Московским княжеством. В 1446 году Устюг отразил набег татар. В середине XVI века Устюг перестал быть окраинным укреплением и потерял своё военное значение. Однако благодаря выгодному географическому положению (в связи с открытием торгового пути по Сухоне и Северной Двине к Белому морю) он продолжал развиваться как торговый центр. Рост торговли послужил толчком к развитию кустарных производств и художественных промыслов.
В XVI веке торговое значение Устюга настолько возросло, что Иван IV включил его в число опричных городов, дававших деньги «на государев обиход».
XVII век был веком расцвета Великого Устюга, как и для других городов, стоявших на Северо-Двинском водном пути. Практически вся внешняя торговля Русского государства, ввиду отсутствия выхода к Балтийскому морю, осуществлялась по Двине через Архангельск. До конца XVII века город был центром огромной по территории Велико-Устюгской области.
Устюжане осваивают новые земли: двигаются в Сибирь, на Дальний Восток, в Русскую Америку. Напоминанием об этом в современном городе служат улицы, названные именами устюжан Дежнева, Атласова, Михаила Матвеевича Булдакова, Неводчикова, Шалаурова, Бахова.