Początkowo cieszyło się umiarkowaną autonomią wewnętrzną. Do 1830 roku formalnie władzę wykonawczą sprawował w niej 12-osobowy Senat Rządzący, w skład którego wchodzili przedstawiciele Zgromadzenia Reprezentantów, Uniwersytetu Jagiellońskiego i państw opiekuńczych. Władza ustawodawcza należała formalnie do obieralnego zgodnie z konstytucją Zgromadzenia Reprezentantów, jednak decyzje tej izby mogły być wetowane przez przedstawicieli państw opiekuńczych.
Umiarkowana autonomia wewnętrzna została utracona na skutek sporów wewnętrznych wykorzystanych przez państwa opiekuńcze. W 1828 roku faktyczną władzę przejął Komitet Epuracyjny, w którym zasiadali tylko posłuszni mocarstwom senatorowie. W trakcie powstania listopadowego wewnętrzna autonomia została czasowo przywrócona, a obszar Wolnego Miasta stał się miejscem wsparcia dla powstańców z innych zaborów.
W 1833 roku państwa opiekuńcze narzuciły nową konstytucję, która ograniczyła do zupełnego minimum wpływ mieszkańców na losy swojego państwa. Odebrano też Miastu prawo do wolnego handlu. Kres jakiejkolwiek wewnętrznej autonomii położyła okupacja austriacka, która trwała w latach 1836–1846. W 1846 roku wybuchło powstanie krakowskie, które ostatecznie położyło kres istnieniu tego państwa.