Assiégée et prise en 1283, la ville ne reste qu’une vingtaine d’années aux mains des Habsbourg avant de redevenir terre savoyarde. Les Savoie règnent ainsi sur le Pays de Vaud pendant plus de 300 ans, dans une certaine stabilité.
Située sur un important axe nord-sud, Payerne se développe et bénéficie d’une autonomie grandissante. La Broye lui procure aussi un nouvel avantage. Utilisée jusqu’alors pour les transports et la défense - les troisièmes murailles la longent sur quelques centaines de mètres - la rivière devient source d’énergie.
Un quartier artisanal s’établit juste à l’intérieur des fortifications. Il comprend des moulins, des grues, des scies, des battoirs, et même un débit de boisson. L’énergie hydraulique lui est fournie par des roues à aubes installées dans la Broye, reliées à de longs arbres de transmission qui traversent la muraille.
L'abbatiale sous les savoie
Déjà achevée, l’abbatiale n’évolue que peu durant la domination de la maison de Savoie. Le puissant ordre de Cluny perd de son influence à partir du milieu du XIIe siècle et on ne compte plus à Payerne que vingt moines en l’an 1300, et quinze au XVe siècle.
Un seul aménagement majeur est entrepris durant cette période: la chapelle de Grailly, qui est transformée au milieu du XVe siècle.
L’église paroissiale continue aussi son développement: elle voit durant ce même siècle son choeur complété d’une nef et de bas-côtés.
