Para implementar sua política, foram criados o Banco Nacional de Habitação (BNH) e o Serviço Federal de Habitação e Urbanismo (SERFHAU), órgãos encarregados pela regulamentação da política urbana do país. Os Planos Diretores, instrumentos máximos a serem seguidos por expressarem a forma adequada de crescimento para a cidade, pretendiam estudar o município nos aspectos econômico e social, estabelecendo o crescimento físico-territorial, regulando-o por legislações específicas.

Nesse sentido, Piracicaba deu os primeiros passos em 1971, com a contratação do SERFHAU para elaborar o Termo de Referência, que serviria como diagnóstico ao Plano Diretor, que foi elaborado em 1975 sob a coordenação do arquiteto Joaquim Guedes, seguindo as recomendações daquele órgão. A industrialização era então indicada como o principal caminho para o desenvolvimento econômico, destacando-se a pretensão de se alinharem as políticas nos níveis federal, estadual e municipal. Dessa forma, o país conquistaria uma posição de destaque no âmbito internacional.

O Plano Diretor de Joaquim Guedes foi rejeitado pela Câmara de Vereadores, mas as diretrizes nele contidas serviram de base para a implementação do processo de planejamento no município, bem como a instituição de uma legislação urbanística aprovada pela Câmara em dezembro de 1984.

Nos anos de 1990, porém, iniciou-se no Brasil uma nova orientação para o planejamento urbano, não mais considerando o Plano Diretor instrumento único a ser seguido. Novos paradigmas se impuseram. A população passou a ser chamada para participar das definições das diretrizes municipais. “Qual a cidade que queremos?” era a indagação que carecia de respostas. Assim, novo plano foi contratado, devendo espelhar os rumos da cidade de Piracicaba sob essa nova perspectiva.

A Constituição Federal de 1988 havia editado instrumentos outros que poderiam melhor atender os municípios. Dentre os paradigmas urbanísticos do período, os parâmetros ambientais ganharam importância para o planejamento da cidade. A ocupação de áreas públicas por população de menor renda configurava um desafio a ser administrado. O Plano Diretor era indispensável e obrigatório, mas não seria legitimo sem a participação da sociedade, nem eficiente sem um sistema de gestão permanente e adequado.

Dentre os novos instrumentos, que objetivavam dinamizar as políticas de planejamento no Brasil, destacam-se o solo criado; o direito de preempção; as áreas especiais de interesse social, ambiental e paisagístico; as operações urbanas consorciadas.

A partir de 1991 elaborou-se um Plano Diretor com a equipe técnica da prefeitura sob a orientação do arquiteto e urbanista Ari Vicente Fernandes, professor da PUC – Campinas. Esse plano contemplou a participação popular, através de um Fórum, os instrumentos jurídicos estabelecidos pela Constituição Federal de 1988 e a questão ambiental, tendo sido estudadas todas as sub-bacias hidrográficas urbanas. Entrou em vigor em 1995. 

Em 2001 iniciou-se a revisão do Plano Diretor de 1995, considerando as determinações da Lei Federal nº 10.257/2001 (Estatuto da Cidade). Sob a orientação metodológica do Instituto Polis, as diretrizes para esse plano foram discutidas e aprovadas em várias reuniões comunitárias nos bairros, duas Conferências da Cidade e dois Fóruns da Cidade de forma a conferir-lhe legitimidade. Ampliou-se e fortaleceu-se a questão ambiental. O plano, denominado Plano Diretor de Desenvolvimento Sustentável, foi aprovado em 10 de outubro de 2006, entrou em vigor em setembro de 2007 e sofreu duas alterações posteriores: a Lei Complementar nº 213, de 17 de dezembro de 2007 e a Lei Complementar nº 220, de 03 de julho de 2008.