Тогда же начинается возведение пирамиды Луны, которая на первом этапе представляла собой лишь небольшую платформу, имевшую отклонение на 11—12 градусов к востоку от севера. Она была сооружена ещё до того, как город встроили в чёткую городскую ортогональную планировку, и является одним из древнейших известных нам общественных строений Теотиуакана.
Фаза Цакуалли (1—100 гг. н.э.)
К I веку н. э. Теотиуакан политически объединил долину Мехико и стал столицей первой в регионе интегрированной системы, а количество жителей самого города составляло уже порядка 10 тысяч человек. Урбанизация долины Теотиуакана достигла примерно 50% (половина местных жителей обитала в мегаполисе). В фазу Цакуалли внутренние миграции в долине Мехико продолжились: всё ещё находясь в поисках лучшего места проживания, люди покидали окрестные селения и массово перемещались в Теотиуакан. Как следствие, к концу периода численность населения города чуть ли не утроилась, в то время как занимаемая им площадь достигла около 17 км2. С другой стороны, по проведённому в 1967 году масштабному полевому обследованию соседнего с Теотиуаканом региона Тескоко видно, что большинство поселений предыдущих фаз Тесоюка и Патлачике было либо полностью, либо по большей части покинуто жителями. В классический период за исключением Серро-Портесуэло там сохранились лишь сёла или небольшие деревни, занимающие территорию диаметром от 100 до 500 м (большинство из них располагалось на склонах холмов, некоторые находились у берега озера, и лишь немногие — на крутых склонах недалеко от западной части горной цепи Сьерра-Мадре).
Самый мощный миграционный поток случился примерно в середине I века, после сильнейшего извержения вулкана Попокатепетль, пепел которого накрыл многие расположенные к востоку деревни, сделав их земли непригодными для ведения хозяйства. Нетрудно себе представить, как были испуганы и одновременно раздосадованы жители пострадавших селений — чтобы спастись, они должны были бросить всё и буквально начать строить заново жизнь в более подходящем для этого месте. До 50 тысяч человек покинули насиженную территорию и отправились на поиски безопасного дома. Многие из них нашли пристанище в Теотиуакане. Отметим, что, по данным Уильяма Т. Сандерса и Робрета Стэнли, в южной части долины Мехико в фазы Патлачике и Цакуалли проживало 80—100 тысяч человек, а затем произошло резкое падение численности жителей этой области до 25 тысяч человек. Примерно полстолетия спустя пробудился ещё один вулкан — Чичинуацин, также заявивший о себе с не самой лучшей стороны. Именно по описанным выше причинам начинает испытывать упадок и пустеть город Куикуилько. В этот период он начал терять контроль над путями обмена и перестал быть центром притяжения торговли. Значительно позже случившегося с ним упадка, приблизительно в 200—350 гг. (по другим данным 245—315 гг.), Куикуилько будет полностью покрыт лавой расположенного в 7 километрах южнее него вулкана Шитли — к этому моменту город уже практически обезлюдел. Таким образом, череда природных катастроф привела к тому, что в терминальный формативный период Теотиуакан испытал приток огромного количества новых жителей, став, тем самым, основным политическим и экономическим игроком региона. Некоторые исследователи считают, что росту его населения также способствовало принудительное переселение в столицу жителей других поселений. Так или иначе, правители Теотиуакана оказались достаточно умными и прозорливыми, обеспечив ценный трудовой ресурс работой, питанием и священным пространством, каковым их стараниями стал сам город. Укрепившая свою власть, влияние и могущество знать начинает в 50—150 гг. строительство двух элитных компаундов внутри Сьюдаделы у расположенного там же храма Пернатого змея. Существует предположение, что здесь располагалась резиденция царя или правительства мегаполиса, однако вопрос о форме правления в городе остаётся пока ещё дискуссионным. Примерно в это же время, на стыке фаз Цакуалли и Миккаотли, возводятся внешние платформы Сьюдаделы — их внутреннее наполнение было сделано из адобы.
Классический период (100—650 гг.)