La ruta del Valladolid histórico enlaza algunos de los monumentos de mayor antigüedad de la ciudad. Parte del colegio de Santa Cruz. Su fachada es el primer elemento renacentista que se construye en España a finales del siglo XV. Destaca el patio interior y su riquísima biblioteca. Al lado, la plaza de la Universidad, presidida por una estatua de Cervantes, acoge el edificio de la primitiva universidad. Su fachada es el principal monumento del barroco vallisoletano. A esta plaza se asoma uno de los laterales de la Catedral, diseñada por Juan de Herrera hacia 1580 y cuya construcción quedó inacabada. En su interior hay un destacado retablo de Juan de Juni. Cuenta con el valioso Museo Diocesano y Catedralicio. Por el otro lado de la plaza se alcanza la iglesia de La Antigua, que en su origen fue capilla del palacio del Conde Ansúrez.

Frente al Teatro Calderón se alza la iglesia de las Angustias, cuya talla titular es también de Juan de Juni. La plaza de San Pablo es una de las zonas nobles de la ciudad. A ella se asoman varios palacios relacionados con el momento en el que Valladolid fue sede de la Corte. El palacio Real fue residencia de Felipe III y en él nació Felipe IV. En el palacio de Pimentel nació Felipe II en 1527. La iglesia de San Pablo destaca por su espectacular fachada, buena parte de ella en estilo hispano-flamenco. A continuación, el palacio de Villena es otro monumental palacio cortesano que exhibe fondos del Museo Nacional de Escultura, con una gran colección de obras relacionadas con la escultura religiosa de los siglos XIII al XVIII. Enfrente, el colegio de San Gregorio, con notable fachada gótica hispano- flamenca y más obras del museo.

La Casa-Museo de Zorrilla, en una calle entre los palacios de Pimentel y Villena, recrea la época romántica en la que vivió el poeta vallisoletano.

La ruta del Valladolid burgués y Campo Grande es un paseo por el Valladolid del siglo XIX, en un momento en el que la burguesía impulsó el desarrollo urbanístico e industrial de la ciudad marcado, sobre todo, por la llegada del ferrocarril.

Parte de la plaza Mayor, presidida por el Ayuntamiento, edificio de principios del siglo XX, para dirigirse hacia el mercado del Val, uno de los tres mercados con estructura de hierro y cubiertos que tuvo la ciudad en el siglo XIX. Caminando hacia el parque del Campo Grande se alcanza el Teatro Lope de Vega, levantado un poco antes que el Teatro Calderón, y el edificio de ladrillo de la Electra Popular. En el centro de la ciudad se abre la calle Duque de la Victoria, con un palacio de mediados del XIX y el Casino. Cerca está el Pasaje Gutiérrez, galería comercial trazada en 1886.

A la Acera de Recoletos se asoman las fachadas de notables edificios de la época, como la Casa Matilla y la Casa del Príncipe. Enfrente se abre el parque del Campo Grande, trazado en el siglo XIX, y las plazas de Zorrilla, a un extremo, y de Colón, al otro. En el paseo de Filipinos se pueden visitar los edificios de San Juan de Letrán y el Real colegio de los PP. Agustinos Filipinos, que alberga el Museo Oriental, único en su genero en España, con colecciones de arte chino, japonés y filipino reunido por los misioneros de esa orden religiosa.

Otra de las rutas que pueden realizarse por el interior de la ciudad es la que enlaza los escenarios que aparecen en la novela El Hereje, del escritor vallisoletano Miguel Delibes. Esta novela histórica transcurre en el Valladolid del siglo XVI, su momento de máximo esplendor. El paseo comienza en la plaza de San Pablo para dirigirse hacia el palacio del Licenciado Butrón, en la plaza de las Brígidas. Próximo está el palacio de Fabio Nelli, sede del Museo de Valladolid. En la plaza de la Trinidad se encuentra el palacio de los condes de Benavente, actual biblioteca pública, y en el entorno, la antigua judería de la ciudad. En la calle Santo Domingo de Gúzman queda el convento de Santa Catalina, implicado en el proceso del doctor Cazalla. Otros lugares de la ciudad relacionados con la novela son la plaza de Fuente Dorada, la plaza Mayor, la calle e iglesia de Santiago y la plaza de Zorrilla, donde la Inquisición quemaba a los condenados por herejía.

En la ruta del Valladolid de la Corte se visitan los rincones más representativos del momento, entre 1601 y 1606, en que Valladolid fue capital de la Corte. Entre ellos están, el palacio Real y la plaza de San Pablo, el palacio del Sol, en la calle de San Gregorio; el palacio de los condes de Benavente; el convento de San Agustín, hoy Archivo Municipal; la iglesia de San Benito, la plaza Mayor; y los conventos de las Descalzas Reales y de Porta Coeli.

El descubrimiento y colonización de América dejó también diferentes huellas en la ciudad. Son las que se recorren en la ruta colombina. En el palacio de los Vivero tuvo lugar la boda de los Reyes Católicos. Junto a él se levanta el edificio de la Real Chancillería en las proximidades de donde estuvo la sede del Consejo de Indias. Frente al palacio está el convento de las Descalzas Reales, con obras de Gregorio Fernández. En la calle Santa Clara está el convento del mismo nombre, el más antiguo de la ciudad. El monasterio de las Huelgas Reales acoge el sepulcro en alabastro de la reina María de Molina. A su lado, la iglesia de la Magdalena fue levantada por el virrey del Perú y obispo de Palencia y Sigüenza. Enfrente, la Casa Museo de Colón. Este recorrido finaliza en el colegio de Santa Cruz.

Un último itinerario, el Valladolid de los museos, encadena la nutrida oferta museística de la ciudad: el Museo Nacional de Escultura, el Museo Oriental de Valladolid, el Museo de Valladolid, el Museo Diocesano y Catedralicio, el Museo Patio Herreriano, el Museo de la Ciencia, la Casa Museo de Zorrilla, la Casa Museo de Cervantes, la Casa Museo de Colón, el Monasterio de Santa Isabel y el de San Joaquín y Santa Ana. Otros espacios museísticos de la ciudad son el Museo Específico de la Academia de Caballería, el Museo de la Fundación Cristóbal Gabarrón, el Museo Anatómico, el Museo Oftalmológico Doctor Salacíbar, el Museo Pedagógico de Ciencias Naturales, el Museo de la Universidad de Valladolid y el Museo del Dulce Confiterías Cubero.