Lo stemma di Bologna è composto da tre elementi:

- La croce rossa in campo argento - arma del comune

- la scritta LIBERTAS in oro su fondo azzurro - arma del popolo

- la testa di leone di fronte

1. Arma del Comune: La croce rossa su campo bianco fu usata come insegna da vari eserciti in epoca feudale e probabilmente rimase come insegna sugli scudi dei soldati bolognesi. Detta insegna fu largamente utilizzata durante le crociate indette per liberare il Santo Sepolcro e Bologna partecipò nel 1095 alla prima con 3000 cittadini armati; si narra che al ritorno detti cittadini vittoriosi nel 1099 riportarono in patria il loro vessillo e consegnandolo al Magistrato di Bologna lo pregarono di adottarlo come insegna del comune.
   Altra suggestiva ipotesi è la derivazione dello stemma dal gonfalone utilizzato dalla Lega Lombarda a cui Bologna prese parte contro il Barbarossa; questa tesi è poco probabile poiché la croce rossa su campo bianco veniva utilizzata da molte città appartenenti agli opposti schieramenti.
   Il simbolo del comune di Bologna rimase lo scudo rossocrociato fine alla fine del 1200.
   Quando il Papato sconfisse gli ultimi Svevi grazie all'appoggio dei francesi, Bologna vi partecipò con le sue insegne probabilmente affiancate a quelle degli Angiò, come si può vedere da alcune stampe in cui i due stemmi vengono rappresentati l'uno a fianco all'altro. Successivamente furono fusi in un unico stemma riducendo il "seminato di Francia" al solo capo (quattro pendenti rossi e tre gigli oro).
   Per l'ultimo quarto del XIII e per il XIV secolo lo stemma di Bologna fu la croce rossa in campo d'argento con il capo d'Angiò.
2. Arma del Popolo: Nel 1376 i bolognesi cacciarono il legato pontificio, Cardinale Guglielmo di Noellet, con l'aiuto dei fiorentini i quali donarono alla città un labaro azzurro con la scritta LIBERTAS in oro, in omaggio alla conquistata libertà. Detto labaro venne subito adottato come vessillo del Popolo in contrapposizione a quello del Comune.
   Da allora lo stemma di Bologna fu costituito da due scudi affiancati: a destra quello del Comune e a sinistra quello del Popolo.
   A metà del XV secolo i due scudi si fusero in uno solo inquartandosi. Questa configurazione è rimasta fino ad ora.
3. Leone affrontato: Lo stemma della città di Bologna, a differenza di quello di molte altre città, non era sovrastato dalla corona ma da un leone che reggeva entrambi gli scudi, poi fusi in uno solo. Si narra che questo leone sia stato posto a ricordo di una coppia di leoni donata al comune nel 1293 da Obizzo d'Este.
   Altre fonti parlano della costituzione basata su corporazioni artigiane susseguente ai fatti del 1376 che aveva come emblema un leone rampante reggente un vessillo crociato.
   Dopo la perdita dell'autonomia nel '500 del leone rimase solo la testa di fronte reggente lo scudo.

Oltre a questa iconografia nello stemma furono aggiunti, in varie epoche, vari altre immagini rappresentanti gli stemmi delle famiglie al potere, ma questi sparirono con l'alternarsi degli amministratori.
Nel 1928, il podestà Arpinati chiedeva alla Consulta Araldica il permesso di inserire nello stemma il fascio littorio, che veniva pertanto già utilizzto nella rassegna mensile «IL COMUNE DI BOLOGNA» (vedi la copia allegata). In seguito la Consulta Araldica dette parere negativo per vari motivi, non ultimo il fatto che lo stemma del comune non aveva mai ottenuto il riconoscimento legale.
Nel febbraio 1936 il Commissario prefettizio Renato Pascucci chiese formalmente il riconoscimento dello stemma come da bozzetto allegato alla domanda, nel dicembre dello stesso anno la commissione araldica dette parere favorevole concedendo anche l'autorizzazione «a cimare il proprio scudo con la testa di leone di fronte, ansiché con la normale corona civica».
Da allora lo stemma di Bologna è come lo vediamo in testa alla pagina.