Исторический центр Лозанны расположен на севере города и включает холм Ситэ и расположенный под ним Нижний город, в свою очередь, состоящий из холмов Бур (IX век) и Сан-Лоран (XI век), кварталов Палю и Пон. На Ситэ (относится к VI веку) размещается готический собор Нотр-Дам с химерами на крыше, который наряду с церковью Святого Франциска, является архитектурной доминантой Лозанны. Старый дворец епископов с башней Жакмар (XIV век) на Соборной площади служил резиденцией лозаннских епископов до 1431 года. С 1918 года в здании размещается городской исторический музей. Замок Сен-Мер в виде массивного кубического здания был построен на месте прежнего монастыря и служил резиденцией епископов в 1431—1536 годах. Он был построен в начале XV века. В конце XVIII века к замку были надстроены 2 этажа. Сейчас в здании располагаются органы управления кантона Во и городской исторический музей. У замка установлен памятник Жану Давелю — лидеру водуазского восстания против господства Берна в 1723 году. Здание академии, построенное в конце XVI века как школа богословия, сейчас служит местом размещения кантональной гимназии. Старая больница была построена в XVIII веке.
Нижний город. С западной стороны к Ситэ примыкает крупнейшая площадь старого города Рипон. Её появление на месте ущелья Лува в 1812—1840 годы было вызвано необходимостью в создании нового рынка, поскольку средневековая площадь Палю стала слишком мала для города, получившего статус кантональной столицы. В 1906 году на площади был построен дворец Рюмина в стиле флорентийского неоренессанса, в котором разместился университет. Здание возводилось на деньги, завещанные городу Габриэлем Рюминым. Автор — французский архитектор Гаспар Андре. Сейчас в здании располагаются пять городских музеев и библиотека.
Площадь Палю (относится к IX веку). Застроена домами XVIII—XIX вв. Посреди площади стоит цветной фонтан «Правосудие». Колонна со статуей в образе Фемиды были созданы невшательскими мастерами конца XVI века. У ног богини правосудия расположены подчиняющиеся ей папа, император, султан и магистрат. Старая ратуша с часовой башней в стиле ренессанса, украшенная аркадами и драконами, была построена в 1675 году на месте прежней. От площади к Нотр-Даму круто поднимается крытая Рыночная лестница, получившая название по находившемуся здесь средневековому рынку.
Площадь Святого Франциска, получившая название от одноимённой церкви, является центральной площадью города. До конца XIX века на месте площади стояли здания, снесённые для прокладки трамвайной линии. В 1900 году напротив церкви было возведено здание почты. Рядом стоит здание кантонального банка BCV. На площадь выходит фасад торговых галерей Сан-Франсуа. В районе Сан-Лоран стоит башня Аль высотою 21 метр, оставшаяся от средневековых укреплений города.