Cổ Loa thế kỷ XI – XV
Năm 1010, triều Lý định đô ở thành Đại La – sau đổi tên là Thăng Long. Quốc đô của đất nước sau hơn 40 năm (968 – 1009) dịch chuyển vào Hoa Lư – Ninh Bình nay trở về vị trí trung tâm của đồng bằng sông Hồng.
Theo cuốn Dư địa chí Cổ Loa, thời kỳ này Cổ Loa đóng vai trò là vùng đất nằm kề với kinh đô mới về phía bắc, không còn là trung tâm chính trị của đất nước. Khác với quá trình kiến thiết kinh thành Thăng Long đang diễn ra mạnh mẽ – Cổ Loa bắt đầu bước vào một quá trình “nông thôn hóa” trở lại với việc hình thành những đơn vị làng xóm mới trên khu thành cổ. Những vòng thành của kinh đô xưa giờ không còn giữ chức năng bảo vệ cho bộ máy triều đình như trước mà che chở cho các xóm làng đang trong quá trình hình thành. Đồng thời bản thân những lũy thành này lại trở thành ranh giới tự nhiên phân biệt phạm vi từng thôn, xóm với nhau.
Như vậy, chức năng của các vòng thành lũy đã thay đổi trong quá trình vùng đất Cổ Loa chuyển từ một đô thành sang một vùng nông thôn như nhiều miền quê khác. Tòa thành từng giữ cả ba chức năng kinh thành – quân thành – thị thành xưa đã hoàn toàn lùi vào dĩ vãng và trở thành một phế tích với các vòng thành đang sụt lún dần và những truyền thuyết về một lịch sử bi hùng trong tâm thức dân gian.
Triều Lý sau khi định đô Thăng Long chia cả nước ra thành 24 lộ – phủ, đặt các chức tri phủ, tri châu, dưới phủ là cấp huyện và hương. Miền đất Cổ Loa lúc này trực thuộc vào phủ Thiên Đức, lộ Bắc Giang (phủ Thiên Đức là do châu Cổ Pháp đời Tiền Lê đổi thành).
Sang đời Trần, về mặt tổ chức hành chính có một số thay đổi so với nhà Lý. Nhà Trần đã mở rộng phạm vi các lộ, theo đó số lượng các lộ đã rút từ 24 lộ đời Lý xuống còn 12 lộ, trong số đó vẫn có lộ Bắc Giang. Lộ Bắc Giang đời Trần không có tên phủ Thiên Đức nữa mà gồm có 3 châu là châu Gia Lâm, châu Vũ Ninh, châu Bắc Giang với tổng cộng 11 huyện. Đất Cổ Loa đời Trần thuộc phạm vi huyện Đông Ngàn – một trong 5 huyện của châu Vũ Ninh (gồm Tiên Du, Vũ Ninh, Đông Ngàn, Từ Sơn, Yên Phong). Sử cũ và các nguồn tư liệu thư tịch được biết cho đến hiện nay không thấy có ghi chép gì về Cổ Loa dưới thời Lý, Trần. Trong đợt khai quật khảo cổ học tiến hành tại khu đền Thượng – cổ Loa đầu năm 2005, các nhà khảo cổ đã tìm thấy một khối lượng khá lớn gốm sứ thời Trần. Điều này cho thấy, dưới thời Trần, nghề thủ công làm gốm sứ có thể khá phát triển ở vùng này bên cạnh hoạt động sản xuất nông nghiệp.
Năm 1407, nhà Minh đánh bại cuộc kháng chiến của nhà Hồ và bắt đầu cai trị nước ta. Chúng ta đã chia lại các đơn vị hành chính, đặt các châu, huyện lệ thuộc vào 15 phủ và 5 châu lớn dưới quyền quản lý chung của Giao Chỉ Bố chính ty. Lộ Bắc Giang đổi thành phủ Bắc Giang, chúng đặt Giao Châu tiền vệ để cai trị. Vị trí đặt tiền vệ có lẽ là ở Điêu Diêu thuộc huyện Gia Lâm. Cùng với sự thay đổi địa danh này, vùng Cổ Loa thời thuộc Minh vẫn thuộc phạm vi huyện Đông Ngàn, phủ Bắc Giang nhưng trực thuộc quyền cai trị, quản lý của Giao Châu tiền vệ của chính quyền đô hộ nhà Minh.
Sang thời Lê sơ, tổ chức hành chính đất nước lại tiếp tục thay đổi, dẫn đến sự thay đổi về mặt hành chính của miền Cổ Loa. Nhà Lê sơ chia đất nước thành 12 đạo thừa tuyên, đổi lộ đời Trần thành các phủ, đổi trấn làm châu, định lại bản đồ cả nước để thống thuộc các phủ huyện và các thừa tuyên. Phủ Bắc Giang đổi thành đạo Kinh Bắc. Dư địa chí chép: “Đạo (trấn) Kinh Bắc có 4 lộ phủ, 21 thuộc huyện và 1147 làng xã”… Dưới trấn Kinh Bắc thời Lê không còn cấp châu mà chỉ có cấp phủ, dưới phủ là các huyện. Trong số các phủ của trấn Kinh Bắc có phủ Từ Sơn lãnh 5 huyện là Đông Ngàn, Tiên Du, Yên Phong, Quế Võ, Võ Giàng. Về căn bản diên cách các huyện này so với các thời kỳ trước không thay đổi. Như vậy, miền Cổ Loa thời Lê sơ vẫn thuộc huyện Đông Ngàn.
Dư địa chí chép: “Phủ Từ Sơn có 6 huyện, trong đó có huyện Đông Ngàn, huyện này có 88 xã, 1 châu”… Cổ Loa là một trong 88 xã của huyện Đông Ngàn, phủ Từ Sơn, trấn Kinh Bắc. Các nguồn tư liệu chính sử, địa chí không có thông tin gì hơn về vấn đề này, chỉ có duy nhất bản thần tích Thục An Dương Vương tiên đế triều ngọc phả cổ lục khắc trên bia đá tại đền Thượng do Nguyễn Bính soạn năm 1572 và Nguyễn Hiền sao lại năm 1740 có chép: “Thục An Dương Vương lên ngôi, đóng đô ở thành Cổ Loa, thuộc Kinh Bắc, tên xưa là quận Vũ Ninh, phủ Từ Sơn, huyện Yên Phong, trại Phong Khê (trước thuộc Yên Phong), sau đổi là Kim Lũ (khoảng trung gian là huyện Đông Ngàn), sau đổi thành trang Cổ Loa. Từ khi vua lên ngôi ở đất Phong Khê, lấy trại Phong Khê làm đất Hộ nhi tạo lệ”. Tên gọi các vùng ghi chép trong thần tích là tâm thức dân gian đều là tên gọi của chính vùng đó tại thời điểm lập thần tích và tên của các thời kỳ lịch sử sau được dân gian gán cho những giai đoạn lịch sử sớm. Trại, trang hay làng xã, xóm thôn đều là các hình thức tổ chức của nông thôn.
Các nhà sử học cho rằng, trong quá trình bị nông thôn hóa trở lại từ nửa sau thế kỷ X, thành Cổ Loa dần trở thành trại Phong Khê, rồi đổi thành trang Kim Lũ, đến thời kỳ nhà Lê là trang Cổ Loa, thuộc huyện Đông Ngàn. Theo thông tin có trong thần tích trên thì có giai đoạn Cổ Loa thuộc vào đất của huyện Yên Phong chứ không phải huyện Đông Ngàn. Như vậy, từ thế kỷ XI – XV, Cổ Loa chuyển từ “trại” lên thành “trang”, chứng tỏ đang trong quá trình nông thôn hóa với sự tụ cư ngày càng đông của tầng lớp nông dân, dẫn đến sự hình thành những đơn vị tụ cư có quy mô lớn hơn.