从17世纪中叶到20世纪中叶的300年间，是土木工程发展史中迅猛发展的阶段。这一时期，土木工程逐渐成为一门独立学科。

1683年，意大利学者伽利略发表了《关于两门新科学的对话》，首次用公式表达了梁的设计理论。1687年，牛顿总结出力学三大定律，为土木工程奠定了力学分析的基础。随后，在材料力学、弹性力学和材料强度理论的基础上，法国的纳维于1825年建立了土木工程中结构设计的容许应力法。从此，土木工程的结构设计有了比较系统的理论指导。

1824年波特兰水泥的发明、1859年转炉炼钢法的成功及1867年钢筋混凝土开始应用，使得建设材料由原来使用木材、石料、砖瓦转变为日益广泛地使用铸铁、钢材、混凝士、钢筋混凝土等。钢材及钢筋1昆凝土的推广使得土木工程建造可以更为高耸、复杂。施工机械方面，打桩机、压路机、挖土机、掘进机、起重机、吊装机等纷纷出现，为快速高效地建造土木工程提供了有力手段。土木工程也逐渐发展到房屋、道路、桥梁、铁路、隧道、港口、市政、卫生等工程建筑和工程设施，不仅能够在地面修建，有些工程还能在地下或水域内修建。

此阶段，-系列带有典型性的土木工程大量兴建：

1825年，英国用盾构开凿泰晤士河底隧道;同年，英国的乔治·斯蒂芬森（George Ste phenson）建成第一条长达21km的铁路。

1863年，英国伦敦建成世界第一条长7.6km的地下铁道。

1875年，法国工程师约瑟夫·莫尼埃（Joseph Monier）主持建造了第一座长16m的钢筋棍凝土桥。

1883年，美国芝加哥在世界上第一个采用了钢铁框架作为承重结构，建成第一座高达11层的保险公司大厦，被誉为近代高层建筑的开端。

1885年，德国奔驰汽车问世，掀起了兴建高速公路的热潮，德国仅在1913-1942年间就修建了长达3860km的高速公路网。

1889年，法国建成高达325m的埃菲尔铁塔（Eiffel Tower），使用熟钢近10000之多（见图1-9）。

1928年，法国工程师欧仁·弗吉西内（Eugène Freyssinet）研制成功预应力混凝士，为钢筋混凝土结构向大跨高层发展提高了保障。

1930年，美国纽约建成了帝国大厦（见图1-10），共102层，高378m，结构用钢超过5万吨，内装电梯67部，还有各种复杂的管网系统，帝国大厦在建成后40年内一直是世界第一高楼。