اصفهان در دوره آل بویه شاهد تغییرات مهمی بود که تأثیر زیادی بر تاریخ این شهر گذاشت. مرداویج بن زیار، یکی از فرماندهان دیلمی توانست سلسله آل زیار را تأسیس کند و با لشکری بزرگ به غرب ایران حرکت کرد. به دلیل مخالفتی که با خلافت عباسی و حاکمان عرب داشت، در سال ۳۱۹ هجری قمری پرچم قیام علیه عباسیان را برافراشت و موفق شد اصفهان را به قلمرو خود اضافه کند.

مرداویج قصد داشت اصفهان را به پایتخت ایران بزرگ تبدیل کند، اما به دلیل بدرفتاری با مردم و غلامان، این هدف ناکام ماند. در نهایت، او در سال ۳۲۳ هجری قمری توسط غلامانش در گرمابه‌ای در اصفهان به قتل رسید. با مرگ او، پسران بویه مستقل شدند و سلسله آل بویه را بنیان نهادند که برای حدود یک قرن بر اصفهان حکومت کردند.

رکن‌الدوله دیلمی، یکی از حاکمان آل بویه، اقدام به ساخت بارویی به دور اصفهان کرد که این کار به توسعه بیشتر شهر کمک کرد. این بارو، چهار دیه به نام‌های کران، کوشک، جوباره و دردشت را در بر می‌گرفت و سبب شد که جمعیت این مناطق افزایش یابد و به یک شهر بزرگ تبدیل شود.

آل بویه همچنین به ترویج مذهب تشیع و عمران و آبادانی علاقه نشان دادند. در اصفهان، محله‌ای به نام طبرک و قلعه‌ای به همین نام توسط رکن‌الدوله و مویدالدوله ساخته شد. این قلعه حتی در دوره صفویه به عنوان مخزن نفایس و مهمات فرمانروایان مورد استفاده بود.

در زمینه اقتصادی و بازرگانی، اصفهان شاهد بازارهای متعدد و فعال بود. در آن زمان، هر صنف بازار خاص خود را داشت و ازجمله در رسته بازار صرافان در قرن پنجم، ۲۰۰ دکان صرافی وجود داشت. بازارها از بازارهای سرپوشیده و روباز تشکیل می‌شدند و کاروانسراها نیز حجره و دکان‌های بسیاری داشتند.

با این حال، آل بویه با چالش‌های نظامی نیز روبه‌رو بودند. پس از آنکه محمود غزنوی حکومت آل بویه را برانداخت، شرایط اصفهان تغییر کرد. در نتیجه شورش مردم علیه نماینده مسعود غزنوی، او بار دیگر به اصفهان حمله کرد و حدود ۵۰۰۰ نفر را کشت.

این دوران با تمام پیچیدگی‌ها و تحولاتی که دارد، نشان‌دهنده اهمیت استراتژیک اصفهان در تاریخ ایران است. شهر در این دوره به عنوان مرکزی برای توسعه فرهنگی و اقتصادی مطرح بود و آل بویه نقش مهمی در تاریخ‌سازی این منطقه ایفا کردند.