Pod koniec VI w. powstało w Lozannie biskupstwo, a biskup Lozanny stał się jednym z największych panów feudalnych ówczesnej Szwajcarii. W średniowieczu duże znaczenie religijne miasta szło w parze z jego pozycją polityczną i ekonomiczną. W tym czasie Lozanna rozrosła się o dzielnice skupione wokół placów: Place du Bourg, Place de la Palud, Place de St-Pierre, Place de St-François, Place de St-Laurent, w których skupiał się handel i działalność rzemieślnicza. Znaczenie Lozanny jako ośrodka handlowego rosło. Około 1200 r. liczyła ona ponad 2 tysiące mieszkańców. W XIII w. w mieście ulokowały się klasztory wielu zakonów. W 1173 rozpoczęto budowlę gotyckiej katedry NMP (Notre-Dame) – jej poświęceniu w 1275 przez księcia-biskupa Wilhelma de Champvent towarzyszyła msza dziękczynna, którą odprawił papież Grzegorz X, a w uroczystości uczestniczył Rudolf Habsburg (w 1938 koncertował tu Ignacy Paderewski). W latach 1400–1430 wybudowano z cegły i piaskowca zamek Saint-Maire.