Face à l'afflux de nouveaux résidents (entre 15 000 et 20 000 habitants par an, actuellement), la ville fait face depuis quelques années à une phase nouvelle de construction et donc de travaux, comme une deuxième ligne de métro en service depuis 2007, la ZAC AéroConstellation pour la conception de l'A380 et bientôt la futur ZAC Andromède (3 700 nouveaux logements pour 10 000 habitants), le quartier Marengo (110 000 m² de surfaces dont 700 logements) et la nouvelle médiathèque José Cabanis installée dans l'Arche Marengo, le Zénith (2e de France par sa taille), le Théâtre national de Toulouse (TNT), le jardin urbain de la place occitane avec son réaménagement complet en sous-sol (centre commercial Saint-Georges sur 12 000m²), la rénovation du Muséum d'histoire naturelle, le Palais des sports, la technopole de Labège Innopole. L’Innopole de Labège a été lancée en 1990 sous la forme d’une Z.A.C. par un groupe de six communes de la vallée de l’Hers jouxtant l’ensemble scientifique de Rangueil : Auzeville, Auzielle, Castanet, Escalquens, Labège et Saint-Orens, constitué en un syndicat à vocation multiple dénommé SICOVAL.
On trouve de nouveaux quartiers en construction tout autour de Toulouse comme la Zac Borderouge (3500 logements pour 10 à 12000 habitants), la ZAC Cartoucherie (2750 logements), le quartier Moulis-Croix bénite (2600 logements en cours), la ZAC Montaudran au nord de l'Aérospace Campus(1500 logements), à Colomiers la ZAC des Ramassiers (1450 logements, 60 000m² de bureaux, un hôtel 4 étoiles), la ZAC Gramont en projet (275 000 m² de surfaces de bureaux, commerces, services et 130 000m² totalisant 1100 logements), la ZFU Bordelongue (60 000 m² de surfaces de bureaux et d'activités), ZAC EDF Sébastopol (80 000 m² de surfaces de bureaux et 450 logements), la ZAC Niel (550 logements), la ZAC Job-Garonne (650 logements)ou la ZAC des Ponts Jumeaux sur 8 hectares totalisant 130 000m² (bureaux, commerces, école, services et 1300 logements).
Sans compter les périmètres d'études en cours concernant ce qui sera sûrement la future ZAC des Ponts Jumeaux 2 (jouxtant la ZAC des ponts Jumeaux 1), également le concours d'étude en cours du périmètre de 57 hectares de Matabiau-Marengo-Périole-Raynal concernant le projet de l'accès au pôle multimodal, de requalification urbaine et de constitution d'un pôle de centralité urbaine associée en vue de l'impact de l'arrivée du TGV sur ce secteur des gares vers 2016.
Un concours d'aménagement urbain est également lancé pour la future ZAC Aérospace Campus. Sur un total de 40 hectares, on y trouvera la plus grande concentration européenne en recherche aéronautique et spatiale. En décomposant cette ZAC, 12 hectares seront voués à l'histoire du site aéronautique de Montaudran sous le thème d'un musée de l'air, 7 hectares nommé Pôle Saint-Exupéry concentreront 87 000m² de bureaux, et ce notamment dans une tour phare de 120 à 140m de hauteur, siège du pôle de compétitivité espace aéronautique et systèmes embarqués, un centre de conférences international, le siège social du futur système européen de localisation par satellite Galileo, une cité des étudiants, sur 11 hectares on trouvera 65 000m² concentrant l'ONERA, ainsi qu'une « innopole » pour héberger les futures entreprises qui viendront rechercher des débouchés commerciaux, des centres de recherches, 9 hectares supplémentaires concentreront en 2è tranche environ 50 000m² supplémentaires.
En construction aussi le futur Cancéropôle sur 300 000 m² de surface (futur site de la lutte anti-cancer à dimension européenne) sur l'ancien emplacement de l'usine AZF ou l'on trouvera un nouvel hôpital sur 60 000m², des laboratoires de recherche publique et privée, 50 000m² de pôle tertiaire administratif, hôtel.
Aujourd'hui, l'agglomération de Toulouse pose des problèmes de gestion des transports (saturation autoroutière aux heures de pointe), de par sa faible densité et son étendue. En effet, selon l'INSEE (1999), l'agglomération toulousaine s'étend sur environ 40 kilomètres du nord au sud (de Saint-Jory à Muret) et sur 30 kilomètres d'est en ouest, de Léguevin à Castelmaurou.
Sept ans après le recensement de 1999, avec probablement 100/120 000 habitants supplémentaires (concernant l'agglomération), il est probable que la péri-urbanisation ait encore gagné du terrain sur la campagne environnante, surtout que la topographie assez plate de la cuvette toulousaine ne présente guère d'obstacles à la croissance urbaine. Cependant, depuis quelques années, divers organismes d'urbanisme qui gèrent l'agglomération et l'aire urbaine ont bien compris le problème.
Une des caractéristiques de la politique urbaine de Toulouse a été, à une période (comme dans de nombreuses villes françaises durant les années des trente glorieuses) de tourner le dos à son histoire, ainsi, on trouve :
Cependant Toulouse a réussi à sauvegarder in extrémis ses anciennes arènes romaines, à échapper à une autoroute dans le canal du Midi et à des voies sur berges qui auraient profondément modifié l'urbanisme du centre-ville. On peut même voir qu'aujourd'hui, de nombreuses façades sont ravalées et qu'elles retrouvent leurs couleurs rose/orangé/rougeoyant, de leurs briques naturelles. Il convient de voir qu'aujourd'hui, de nombreuses décisions se heurtent à un manque de consensus politique qui n'est pas sans retarder les projets entrepris.
Il est vrai que, Toulouse, agglomération millionnaire, cela ne sera supportable que si le développement est maîtrisé et planifié. C'est là tous l'objectif des schéma de cohérence territoriale et tous le regret de certains face à la non reconduite du PDU (Plan de déplacements urbains) pour les années à venir, faute de financement.
En 2008, l'hypothétique vote des quatre SCOT ((schéma de cohérence territoriale)) de l'aire urbaine, réunis dans un schéma de coordination territoriale encore plus global, appelé Inter-Scot, devrait permettre de confirmer une politique encore récente de frein à la multiplication des lotissements pavillonnaires. Cette forme urbaine très demandeuse d'espace empêche toute venue de transport en commun, tel le métro, les TCSP (transports en commun en site propre) ou le tramway car la rentabilité économique en est trop faible, laissant comme seul recours la voiture.
La ville est donc devenue une véritable métropole française qui ne cesse de croître démographiquement et économiquement, en pleine mutation en termes d'infrastructures, de logements et d'industries (capitale européenne de l'aéronautique et des industries spatiales), mais aussi en pleine diversification industrielle avec le futur Cancéropôle, l'Aérospace Campus et une future cité des chercheurs annoncée récemment.