El año 1469 se unían en matrimonio el príncipe Fernando, heredero de la Corona de Aragón, y la princesa Isabel,
hermanastra de Enrique IV, rey de Castilla. Fernando se convirtió, en 1479, en rey de Aragón. Isabel pudo imponerse como reina de Castilla en el mismo año, tras derrotar a su sobrina Juana en una Guerra Civil iniciada en 1474. En 1479, pues, los dos reinos más extensos de la Península estaban en manos del matrimonio.
Cada uno de ellos reconoció el derecho del otro a gobernar en los territorios propios (“Tanto Monta”), pero las dos Coronas no se unieron para formar una sola. Fernando reinó en Castilla conjuntamente con Isabel (que no renunció a ninguna de sus prerrogativas) hasta 1504, pero ésta no tuvo interés en intervenir en Aragón.
En 1482 los Reyes Católicos emprenden la conquista de Granada que, tras una larga guerra, cae en sus manos el 2 de Enero de 1492, poniendo fin a la Reconquista y anexionando en reino a Castilla. En 1496 completan la conquista de las Canarias y en 1512 Fernando, Regente de Castilla, hace valer sus derechos sobre Navarra y la conquista, aunque este territorio conservó gran parte de sus leyes, usos y costumbres.
Femando e Isabel se propusieron imponer en sus Estados la autoridad del rey por encima de cualquier otro poder, creando un Estado autoritario, obteniendo éxito en Castilla, pero no en Aragón, de fuerte tradición pactista, donde Fernando apenas pudo recortar el poder de la nobleza y los burgueses ricos.
Tras la Guerra Civil castellana, los reyes se presentaron como los únicos que podían garantizar la paz y la seguridad que muchos deseaban, creando la Santa Hermandad, que logró imponer el orden en los campos 1476 y 1498, reorganizaron la administración de justicia para hacerla más eficaz y asegurarse su control.
Los nobles fueron sometidos a la autoridad real. No perdieron su poder jurisdiccional, pero los reyes se reservaron el derecho de que los tribunales controlados por ellos siempre pudieran dictar la sentencia final. Además, no les concedieron más tierras y obligaron a algunos a devolver las que habían recibido en tiempos de Enrique IV, y los despojaron de su derecho a asesorar a los Reyes y a formar parte de los Consejos Reales, que llenaron de juristas y hombres de su plena confianza. Castigaron con dureza a los nobles levantiscos y crearon un ejército profesional, pagado por la Corona y dependiente sólo de ella
Los Reyes obtuvieron del Papa el derecho de presentación de obispos a las sedes vacantes, afirmando un fuerte regalismo que les concedía privilegios en asuntos eclesiásticos y religiosos. Reformaron las órdenes religiosas, que habían caído en una gran relajación de costumbres, implantaron la Santa Inquisición (1478) con el objetivo principal de perseguir a los judaizantes (aunque la imposición de ésta fue muy difícil en Aragón y otros territorios de las Coronas, donde nunca llegó a funcionar). Decretaron la expulsión de los judíos (1492), muchos de los cuales (unos 80.000) se marcharon de la Península, dando lugar a la diáspora sefardí, y ordenaron la conversión forzosa de los mudéjares de Granada (1501), Castilla (1502) y Navarra (1515).
Fernando el Católico dirigió las relaciones internacionales de las dos Coronas, con el objetivo de convertirlas en una gran potencia política y militar en Europa y el Mediterráneo. En ayuda de su pariente, el rey Ferrante I de Nápoles, amenazado por las invasiones de Carlos VIII y Luis XII de Francia, Fernando llevó a castellanos y aragoneses al sur de Italia, logrando derrotar a los invasores, incorporar Nápoles a sus dominios e iniciar una larga presencia hispana en las sucesivas guerras italianas del Siglo XVI. Intervino en el norte de África, donde tenían su refugio pirata berberiscos que amenazaban el comercio catalán y valenciano. Con Melilla en poder de los castellanos desde 1497, Fernando logró, a partir de 1505, logró la conquista de Orán y Bugía (1509) y la sumisión del rey de Argel en 1510.
En el ámbito diplomático, los Reyes Católicos desarrollaron una política de alianzas matrimoniales con estados europeos enemigos de Francia, su principal rival europeo, casando a la princesa Catalina con Enrique VIII de Inglaterra y a Juana con el archiduque Felipe de Austria, hijo del emperador alemán Maximiliano I de Habsburgo, un enlace del que nacería Carlos de Gante, futuro rey de Monarquía Hispánica y emperador de Alemania.
Isabel murió en 1504, legando el trono a Juana, pero, conocedora de los problemas mentales de ésta, nombró regente Fernando el Católico. Poco después, el archiduque Felipe, esposo de Juana, hizo valer los derechos de ésta y reinó en Castilla hasta su prematura muerte en 1507, momento en el que Fernando volvió a asumir la regencia hasta su muerte en 1516, asumiendo entonces la regencia el cardenal Cisneros hasta la llegada del rey Carlos I.
Durante el reinado de Isabel y Fernando tuvo lugar el viaje del descubrimiento de América, que fue dirigido por Cristóbal Colón, un marino genovés que, conocedor de la esfericidad de la Tierra, pretendía acortar el viaje a los centros comerciales del extremo Oriente navegando hacia el oeste por el Atlántico. Rechazado su proyecto por el rey de Portugal, cuyos científicos hicieron ver al monarca los errores de cálculo en los que había incurrido Colón, este logró el apoyo de la reina Isabel de Castilla, quien financió la expedición, firmando con Colón las Capitulaciones de Santa Fe (30-04-1492) en las que se le otorgaron los títulos de Almirante de la Mar Océana y Virrey de las tierras que descubriera, además de la décima parte de los beneficios que se obtuvieran.
La expedición partió de Palos el 3 de Agosto, hizo escala en las Canarias, de donde salió el 6 de Septiembre, avistando la isla de Guanahaní (que él llamó San Salvador) el 12 de Octubre de 1492 y regresando a la Península en Abril de 1493.
Portugal reclamó pronto lo que consideraba su derecho a explotar parte de las nuevas tierras y, tras la mediación del papa Alejandro VI (el valenciano Rodrigo Borgia), se firmó entre Castilla y Portugal el Tratado de Tordesillas (1494) en el que se trazaba un meridiano a 370 leguas al oeste de las islas de Cabo Verde, reservando la parte oriental a Portugal y la occidental a Castilla.
Colón hizo tres viajes más antes de su muerte en 1506. Siempre creyó haber logrado su objetivo: Cipango (Japón) y las tierras del Gran Khan (China), pero ya muchos contemporáneos se dieron cuenta de que se trataba de tierras nuevas y desconocidas. Expediciones posteriores (como la de Vasco Núñez de Balboa, que en 1513 descubrió el océano Pacífico, llamado por él Mar del Sur) confirmaron que Colón había hallado un nuevo continente.