เมื่อสุโขทัยเป็นศูนย์กลางแห่งอำนาจโดยสมบูรณ์แล้วนั้น มีการสร้างเมืองเป็นผังรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า มีการระบุไว้ในศิลาจารึกหลักที่ 1 ว่า “รอบเมืองสุโขทัยนี้ ตรีบูรได้สามพันสี่ร้อยวา” ตรีบูรหมายถึง กำแพงเมือง 3 ชั้น และยังอาจมีความหมายเชิงสัญลักษณ์อันศักดิ์สิทธิ์ คือเป็นเมืองสวรรค์ในชั้นดาวดึงส์ซึ่งอยู่บนยอดเขาพระสุเมรุ โดยมีวัดพระศรีมหาธาตุ สุโขทัย ที่มีเจดีย์ทรงยอดดอกบัวตูมเป็นประธานของวัด เป็นศูนย์กลางความศักดิ์สิทธิ์ของราชอาณาจักรนี้ กำแพงเมืองสามชั้นนี้นอกจากจะมีไว้เพื่อเป็นแนวป้องกันข้าศึก ยังใช้ประโยชน์ในการกักเก็บและระบายน้ำ ทั้งนี้ด้วยสภาพภูมิประเทศไม่ค่อยอำนวยต่อการเพาะปลูกจึงเป็นเหตุให้เกิดรูปแบบงานชลประทานของชาวสุโขทัย บางส่วนได้รับอิทธิพลมาจากเขมร เช่น การขุดตระพังหรือการฝังท่อระบายน้ำดินเผา การสร้างเขื่อน สรีดภงส์คือสร้างถนนพระร่วง เป็นเขื่อนทำนบบังคับน้ำจากที่สูงให้กระจายไปสู่ที่ลุ่มบริเวณเพาะปลูกตอนล่าง ตลอดจนขุดคูน้ำเข้าสู่ตัวเมืองและขุดเหมืองฝายขนาดเล็กซึ่งชาวบ้านอาจขุดขึ้นเองในบริเวณที่ลุ่มนอกตัวเมือง การชลประทานของสุโขทัยเป็นความร่วมมือระหว่างรัฐกับราษฎรไม่ได้เป็นการเกณฑ์แรงงานโดยตรง ดังนั้นการควบคุมคนจึงไม่เข้มงวดมากนัก 

กลุ่มคนในสังคมสุโขทัยนั้นประกอบด้วย กษัตริย์ ขุนนาง พระสงฆ์ ไพร่ และทาส

1. พระมหากษัตริย์ คือ ผู้ปกครองสูงสุด ในนามบุคคลแรกของผู้ปกครองกรุงสุโขทัยมีพระนาม “พ่อขุน” นำหน้า เช่น พ่อขุนศรีอินทราทิตย์ พ่อขุนบานเมือง และพ่อขุนรามคำแหงมหาราช ส่วนพระมหากษัตริย์องค์ต่อ ๆ มาได้เปลี่ยนมาใช้คำว่า “พระ” นำหน้าพระนาม คือ พระมหาธรรมราชาที่ 1 จนถึงพระมหาธรรมราชาที่ 4 จึงอาจตีความได้ว่า พระมหากษัตริย์ 3 พระองค์แรกเป็นช่วงที่สภาพทางสังคมยังเป็นแบบประเพณีดั้งเดิมที่ปฏิบัติกันมา เพราะมหากษัตริย์มีความใกล้ชิดกับประชาชนในฐานะพ่อปกครองลูก ต่อมาในสมัยราชการหลัง ๆ ฐานะของพระมหากษัตริย์ได้เปลี่ยนแปลงไปตามแบบข้ากับเจ้า บ่าวกับนาย และต่อมาได้เปลี่ยนเป็นการปกครองแบบธรรมราชา หรือสมบูรณาญาสิทธิราชย์ซึ่งจะเห็นเด่นชัดในสมัยพญาลิไท หรือพระมหาธรรมราชาที่ 1 ระบบการปกครองที่เปลี่ยนแปลงนั้นเป็นไปตามสภาพความซับซ้อนและขนาดของสังคม ยิ่งสังคมมีประชากรมากขึ้นเท่าใดความใกล้ชิดระหว่างกษัตริย์และประชาชนก็จะยิ่งน้อยลงไป 

2. เจ้านายและขุนนาง คือ กลุ่มผู้ปกครองระดับรองลงมาจากพระมหากษัตริย์ในสมัยอาณาจักรสุโขทัยเป็นเจ้าเมืองมีศักดิ์เป็น “ขุน” มีอำนาจปกครองในเขตเมืองของตนโดยเด็ดขาดเมืองสำคัญรองลงไปจากกรุงสุโขทัย คือ เมืองศรีสัชนาลัย หรือ เชลียง ถือว่าเป็น “ราชธานีแฝด” ของสุโขทัย ตัวเมืองเดิมอยู่ริมฝั่งขวาของแม่น้ำยม ตอนหลังย้ายมาทางฝั่งตะวันตกมีกำแพงเมืองเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ใกล้กันนั้นมีแหล่งชุมชนโบราณที่ผลิตเครื่องปั้นดินเผาสังคโลก เมืองนี้ใช้เป็นที่ประทับของพระมหาอุปราช ก่อนที่จะทรงเป็นพระมหากษัตริย์ ดังที่ปรากฏในศิลาจารึก เช่น พ่อขุนรามคำแหงมหาราชเจ้าเมือง “ศรีสัชนาลัยสุโขทัย” ส่วนเมืองเครือข่ายที่สำคัญและเป็นเมืองหน้าด่านทางทิศใต้ คือ เมืองพิจิตร ทางทิศตะวันตกคือเมืองกำแพงเพชร ส่วนราชธานีชั่วคราวคือเมืองพิษณุโลก เมืองเหล่านี้มักจะให้เจ้านายและขุนนางชั้นรองๆลงมาปฏิบัติราชการช่วยเหลือเจ้าเมืองและพระมหากษัตริย์ที่เมืองหลวงด้วย เรียกว่า ลูกเจ้าลูกขุน 

3. พระสงฆ์ มีหน้าที่สั่งสอนธรรมะให้แก่ประชาชนตามแนวทางที่สอดคล้องกับความประสงค์ของกษัตริย์ ดังนั้นจึงมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดและเกื้อกูลกันเช่นเดียวกับสังคมล้านนา นอกจากนั้นยังมีหน้าที่ในการส่งเสริมงานศาสนสถาน พระสงฆ์ในสุโขทัยแบ่งเป็น 2 ฝ่าย คือ คามวาสี หมายถึงกลุ่มพระสงฆ์ที่จำพรรษาในเมืองเน้นการศึกษาพระคัมภีร์ ส่วนอรัญวาสี คือ กลุ่มพระสงฆ์ที่จำพรรษานอกชุมชน เน้นการปฏิบัติธรรม นอกจากนั้นยังมีการจัดสถาบันพระสงฆ์ขึ้น คือ สังฆราช มหาเถร เถร และปู่ครู 

4. ไพร่ คือ ประชาชนธรรมดาที่เป็นคนส่วนใหญ่ในสังคม เรียกในสมัยนั้นว่า “ไพร่ฟ้าหน้าใส” เป็นกลุ่มคนที่อาศัยอยู่ในเขตราชธานีและตามหัวเมืองต่าง ๆ ไพร่มีภาระผูกพันกับรัฐโดยต้องเป็นทหารในยามสงคราม หรือเสียภาษีให้กับรัฐบางส่วน แต่ก็เป็นการควบคุมอย่างหลวมๆ มีความยืดหยุ่นตามความเหมาะสมของลักษณะงานไพร่เหล่านี้สามารถร้องเรียนพระมหากษัตริย์ หรือเจ้าเมืองให้ช่วยเหลือในยามทุกข์ร้อนหรือเมื่อมีคดีความได้ ดังที่ปรากฏในศิลาจารึกว่า เป็นพวก “ไพร่ฟ้าหน้าปก” นั่นเอง 

5. ทาส คือ ประชาชนที่ไม่มีอิสระในตัวเอง เรียกในสมัยกรุงสุโขทัยว่า “ไพร่ฟ้าข้าไท” คำว่าข้าเป็นคำเรียกชนชั้นทาส ซึ่งปรากฏในดินแดนใกล้เคียง ข้าและทาส ข้าคือราษฎรที่มีปัญหาทางเศรษฐกิจจากการกู้หนี้ยืมสิน และยอมขายตัวเป็นคนรับใช้คนอื่น ข้ามีฐานะเป็นเหมือนทรัพย์สิ่งของตกทอดอยู่ในกลุ่มตระกูล เจ้าของมรดกผู้เป็นนายจะขายหรือใช้งานอะไรก็ได้ ข้าในสมัยอาณาจักรสุโขทัย มีทั้งข้าวัด และข้าที่เป็นของมูลนาย ส่วนทาสในสมัยอาณาจักรสุโขทัย คือ ทาสเชลยจากศึกสงคราม ไม่มีอิสระในการกำหนดวิถีชีวิตของตนเอง