
Le rivoluzioni del 1848 dilagarono in tutta Europa e l'Austria vide richieste di riforme liberali e nazionaliste che costrinsero Metternich e l'imperatore Ferdinando I, disabile mentale, a dimettersi. Il nipote dell'imperatore, Francesco Giuseppe, salì al trono a soli 18 anni. Inizialmente, lo slancio rivoluzionario spinse l'Austria verso riforme costituzionali, ma queste furono rapidamente ridotte quando Francesco Giuseppe consolidò il potere e tornò all'assolutismo, usando la forza militare per reprimere rivolte in luoghi come Lombardia e Ungheria . Nel 1850, l’Austria abbandonò ogni promessa costituzionale, ma liberò la sua classe contadina, una mossa che in seguito facilitò l’industrializzazione.
La politica estera dell'Austria ha dovuto affrontare numerose sfide. Durante la guerra di Crimea (1853-1856), l'Austria cercò di rimanere neutrale, una posizione che fece arrabbiare sia gli alleati che i potenziali nemici. L'influenza dell'Austria in Italia, dove stava crescendo il movimento per l'unificazione (Risorgimento), portò presto allaSeconda Guerra d'Indipendenza italiana (1859). Il Piemonte e la Francia, guidati da Napoleone III, provocarono l'Austria in guerra, dove subì critiche sconfitte. Nel 1860, l'Austria aveva ceduto la Lombardia alla Francia e l'Italia unificata sotto il Regno di Sardegna. Queste perdite spinsero ulteriormente l’Austria a concedere diritti costituzionali limitati e ad avviare il “Diploma di ottobre” (1860) e il “Brevetto di febbraio” (1861), che introdusse il Reichsrat, o Consiglio Imperiale, sebbene i leader ungheresi resistessero.
Le tensioni con la Prussia aumentarono, soprattutto per quanto riguarda la Confederazione tedesca . L'Austria si unì alla Prussia contro la Danimarca nella seconda guerra dello Schleswig (1864), rivendicando l'Holstein ma alla fine scontrandosi con la Prussia sul suo futuro. La rivalità culminò nella guerra austro-prussiana del 1866, con l'adesione dell'Italia alla Prussia. La sconfitta dell'Austria nella battaglia di Königgrätz la costrinse a cedere il Veneto all'Italia e ad accettare il dominio prussiano nella nuova Confederazione della Germania settentrionale, ponendo fine al ruolo dell'Austria negli affari tedeschi.
Nel 1867 l’Austria raggiunse il Compromesso Austro-Ungarico (Ausgleich), creando la Doppia Monarchia. Austria e Ungheria sarebbero ora regni paritari sotto l'imperatore Francesco Giuseppe, ciascuno con il proprio parlamento e governo ma condividendo la politica estera e militare. Mentre l'Ungheria ottenne l'autonomia, questo accordo aumentò altre tensioni nazionali, in particolare tra le popolazioni slave in Boemia e Galizia, che cercavano anch'esse l'indipendenza.
Durante il lungo regno di Francesco Giuseppe, Vienna si trasformò culturalmente ed economicamente, soprattutto nell'era del “Gründerzeit” di rapida espansione e modernizzazione. L’industrializzazione fiorì e l’Esposizione mondiale del 1873 a Vienna celebrò questa prosperità nonostante il crollo economico dello stesso anno. Politicamente, l’impero vide emergere divisioni partitiche e un suffragio ampliato. Tuttavia, le tensioni nazionaliste ed etniche continuarono a crescere, soprattutto dopo l'occupazione della Bosnia-Erzegovina (1878) e l'annessione formale (1908).
Vienna divenne un centro culturale tra la fine del XIX e l'inizio del XX secolo. Le arti prosperarono con il movimento della Secessione viennese, guidato da Gustav Klimt, e l’inizio dell’architettura Jugendstil, o Art Nouveau. L'epoca ha prodotto giganti musicali come Mahler e figure letterarie come Karl Kraus. Tuttavia, le crescenti richieste di riforme sociali, le sfide liberali e le tensioni nazionalistiche hanno messo alla prova la doppia monarchia. Nel 1914, l'Austria-Ungheria dovette affrontare crescenti pressioni dovute al malcontento interno, ponendo le basi per il suo declino finale nella guerra imminente.