Ob prelomu stoletja so se množile nove pridobitve: vodovod (1890), elektrika in sodobno kanalizacijsko omrežje (1898), tramvaj (1901) ter prvi kino (1907). Prva svetovna vojna je vplivala na mesto le od daleč. Leta 1918, po razpadu Avstro-Ogrske, je Ljubljana postala upravno, politično in kulturno središče Slovenije v okviru Kraljevine Srbov, Hrvatov in Slovencev. V času kraljevine so bile ustanovljene Univerza (1919), Narodna galerija (1918) ter Akademija znanosti in umetnosti (1938).

Sredi 30. let je Ljubljana štela že več kot 80.000 prebivalcev. Predvsem za Bežigradom so po sodobnih, funkcionalističnih nazorih, gradili nova naselja. V času med vojnama pa je podobo mesta oblikoval tudi arhitekt Jože Plečnik, ki je v svojem delu dosegel spravo med romanskim barokom in germansko secesijo. Njegov pečat je tako močan, da se je arhitektonskega obdobja prijelo kar ime Plečnikova Ljubljana.

Med drugo svetovno vojno je mesto zasedla najprej italijanska in nato še nemška vojska. Da bi zlomili močno odporniško gibanje, so okupatorji leta 1942 mesto obdali s 30 km bodeče žice, po sledeh katere danes poteka sprehajalna pot. Po vojni je Ljubljana postala glavno mesto Slovenije, ene šestih republik socialistične Jugoslavije. To je bil čas skokovitega gospodarskega razvoja, ki je privabil številne nove prebivalce, in mesto se je razširilo.

Na plebiscitu 23. decembra 1990 so se prebivalci Slovenije odločili za lastno, samostojno in neodvisno državo, ki je bila razglašena 25. junija 1991 in Ljubljana je postala njena prestolnica. Maja leta 2004 je Slovenija vstopila v Evropsko unijo.