XII-XIV w. Książęta tybingeńscy, którzy w XII w. przyjęli tytuł hrabiów palatynów, przekształcili osadę w miasto. Pierwsza wzmianka o kupcach z Tybingi pochodzi z 1191 r., natomiast Tybingę po raz pierwszy wzmiankowano jako miasto (civitas) w 1231 r. W XIII wieku zbudowano mur otaczający miasto. W 1262 r. do Tybingi przybyli augustianie, którzy założyli nad Neckarem pierwszy klasztor. Dziesięć lat później w ich ślady poszli franciszkanie.
Znaczenie Tybingi jako miasta hrabiów palatynów podkreślała rozpoczęta w 1185 produkcja monet w mieście, którą przypomina nazwa jednej z ważniejszych ulic starego miasta – Münzgasse (pol. Zaułek Menniczy). Miejska waluta Pfennig, jak również tutejsze miary i wagi, były powszechnie akceptowane i stosowane w całym regionie.
W 1280 r. w Tybindze wybuchł pożar, w wyniku którego dolna część miasta została zniszczona.
Wystawny tryb życia doprowadzał hrabiów palatynów do coraz większego zubożenia, na skutek którego Tybinga została w końcu odsprzedana i od 1342 r. znajdowała się w posiadaniu hrabiów wirtemberskich.