W roku 1548 utworzono Szkołę Wyższą przy klasztorze dominikanów, z której po dziesięciu latach powstał uniwersytet. Rektorem bywał każdorazowo panujący władca kraju. Uczelnią rządził realnie prorektor, któremu podlegali nie tylko profesorowie i studenci, ale wszyscy mieszkańcy miasta pracujący na rzecz uczelni (tzw. cives academici). Decyzja o powołaniu uniwersytetu zaważyła na dalszym rozwoju miasta. Od początku XVI wieku w mieście działało drukarstwo, które rozkwitało w kooperacji z uczelnią i przyniosło miastu w XVII wieku w tej dziedzinie drugie miejsce po Lipsku. Po podziale kraju w 1572 r. uniwersytet pozostał pod ernestyńskim protektoratem, podczas gdy miasto przypadło Księstwu Weimar. Przez krótki okres (1672-1690) Jena była stolicą samodzielnego księstwa Sachsen-Jena. Po śmierci ostatniego księcia Sachsen-Jena miasto w roku 1692 przypadło ernestyńskiej linii książąt Sachsen-Eisenach, a w 1741 r. księstwu Sachsen-Weimar, które w 1828 r. podniesiono do rangi wielkiego księstwa Sachsen-Weimar-Eisenach. Stan ten utrzymał się do roku 1918.