En Ampuero se localizan varios ejemplos de interés de arquitectura de la Edad Moderna, uno de los elementos más emblemáticos es la torre y la casa de Espina. Conocido también con el nombre de Palacio de la Bárcena, su aspecto actual se remonta a una reforma emprendida en 1602. Aquel año los hermanos Andrés de Espina Velasco y el contador real Juan de Espina Velasco contrataron con el maestro cantero Francisco del Haza, vecino de Cubas, la construcción de una casa junto a la antigua torre de Espina, construida en la Edad Media, con muros de mampostería y esquinales de sillería. Aquel mismo año, Andrés de Espina contrató con Pedro del Hoyo la reforma del interior del torreón, obra que posteriormente fue encomendada a Juan Ortega de la Peña y más tarde a Francisco de Pierredonda. La casa fue levantada con fachada principal de sillería y cubos en las esquinas. Simultáneamente se edificó la portalada también flanqueada con cubos, con un arco de entrada medio punto almohadillado similar al de las fortalezas militares de la época a cuyos laterales se esculpieron los relieves de dos gigantes con mazas. Juan de Espina casó con María de Mesa con quien tuvo un hijo homónimo que con el tiempo lograría formar un amplio gabinete de curiosidades, obras de arte y documentos que incluían manuscritos de Leonardo da Vinci, que mencionaría el pintor Vicente Carducho. En 1765, un incendio destruyó la torre en donde se guardaba el archivo familiar y en la que presumiblemente se habrían hallado estos tesoros. El palacio fue declarado Bien de Interés Cultural en 1994

Otros edificios de época moderna a reseñar son la torre de Villa Setién de Udalla, contratada en 1642 con los maestros canteros Blas Pérez de Irias y Juan de la Maza; las casas del entorno de la iglesia de San Mamés de Cerviago, fechadas a mediados del XVIII; o la casa-torre de Escajadillo de Hoz y Marrón, construida por el maestro cantero Pedro de Toca Ano y su hijo Pedro de Toca Solórzona en la primera mitad del siglo XVIII para el capitán José de Escajadillo, conforme al estilo monumental, barroco, con uso masivo y destacado de la sillería y los escudos de armas y los balcones que puede verse en obras contemporáneas del entorno del estuario del Asón.

Son muchos los ejemplos de arquitectura decimonónica y de principios del siglo XX de interés que pueden verse en el término de Ampuero. Entre ellos se cuenta la serie de bloques que enmarca la plaza Mayor de la capital. Se trata de edificios de dos a tres alturas, con balcones apoyados en columnillas de hierro formando un soportal. En este espacio se alzan una farola ornamental basada en un diseño firmado por Emilio de la Torriente en 1909 y un kiosko de música proyectado en 1926 por Leoncio Alonso. En el entorno de esta plaza y junto a la estación, se alzan numerosas residencias individuales finiseculares que incorporan junto a galerías acristaladas y miradores múltiples detalles ornamentales propios de la tradición centroeuropea o acuñados en el modernismo. Se atribuye el grueso de estas villas a arquitectos como Alfredo de la Escalera y el mencionado Emilio de la Torriente. Fuera de la capital es de reseñar el conjunto de residencias de Udalla, entre ellas la casa del ingeniero Pascual Landa, que evoca a los trabajos del arquitecto Atilano Rodríguez.

Entre los edificios públicos construidos a finales del XIX y principios del XX a destacar se cuentan las escuelas de Udalla, construidas en 1888 y atribuidas al maestro de obras Francisco Echevarría; la estación de ferrocarril, diseñada por el ingeniero Valentín Gorbeña en 1896, con una vistosa marquesina férrea; la casa consistorial, proyectada por Emilio de la Torriente en 1900 y reformada en 1931; y las escuelas de Ampuero, un gran complejo docente cuyo plano firma también De la Torriente en el año 1916. Por último llamar la atención sobre la interesante arquitectura funeraria que puede verse en los cementerios de Hoz y Udalla, con varios panteones decimonónicos.