La conquista cristiana de Medina Baçta en 1489, antesala del final de la Guerra de Granada, trajo consigo con la posterior repoblación un cambio radical en las formas de propiedad y explotación de la tierra, abandonando su floreciente producción de azafrán y el cultivo de la morera para la obtención de la seda con la que se elaboraban sus reputadas alfombras para la oración y otras producciones artesanales, sumiendo a la ciudad en un lento pero inexorable proceso de estancamiento económico y poblacional, apenas paliado por su papel como cabecera de comarca y encrucijada de caminos.
El urbanismo de la vieja medina musulmana sufrió una importante transformación a partir del siglo XVI. Una gran importancia tuvo en ello el desolador terremoto de 1531 que arrasó más de 500 casas, según los cronistas de la época, además del afán de los nuevos pobladores cristianos por dejar la impronta de su cultura y costumbres. No menor importancia cabe darle al amplio programa constructivo desarrollado por el clero, fundamentalmente entre los siglos XVI y XVII, con la construcción de numerosas iglesias y ermitas, la mayor parte de las veces levantadas sobre las propias mezquitas musulmanas, o los conventos y monasterios de nueva planta que, literalmente, rodearon a la que antaño fuera poderosa y próspera ciudad árabe. A partir de finales del siglo XVI Baza empezó a languidecer, conociendo un leve resurgir durante el periodo de la Ilustración, coincidiendo con el reinado de Carlos III, para volver a conocer malos tiempos con la invasión francesa y las desamortizaciones posteriores que dieron al traste con gran parte de su patrimonio monumental, especialmente el religioso.
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La sala dedicada a la Edad Moderna ocupa el espacio del antiguo Salón Capitular del Ayuntamiento Viejo, con lo que este ámbito se convierte por si mismo en parte de la colección permanente del Museo, ya que en sus paredes atesora tanto la heráldica real (pintura mural) de Felipe II, como la capilla con el retablo que enmarca una tabla pintada, del XVI, con la imagen de La Lanzada de Cristo, sobre la que se abre una hornacina con la figura de Santa Bárbara, patrona de la ciudad. Otras piezas de interés presentes en esta sala son varios libros manuscritos, procedentes del Archivo Histórico Municipal, entre los que destaca el Libro del Repartimiento, de 1490; un conjunto de bolaños de bombarda; el arcón de las Tres Llaves; un blasón en piedra del mayorazgo de los Enríquez-Luna; o las mazas de plata, del siglo XVIII, símbolo de la autoridad del Cabildo municipal. En el pórtico o logia de entrada al Ayuntamiento Viejo se conservan cuatro recámaras de lombarda, empleadas por los ejércitos de los Reyes Católicos en el asedio de Medina Baçta en la fase final de la Guerra de Granada.