В 1918-1920 годах территория современной области подвергались иностранной военной интервенции и стала ареной кровопролитных боев гражданской войны.
По окончании войны Николаевщина вошла в состав Украинской ССР, в 1922 годе ее территория входила в состав Одесской губернии, в 1923-1930 годах была разделена между Николаевским, Первомайским, Херсонским и Одесским округами, но в 1932-1937 годах снова вошла в состав Одесской области.
10 января 1939 года северные районы области вошли в состав созданной Кировоградской области, а 30 марта 1944 года восточные районы области вошли в состав созданной Херсонской области.
Николаевская область была образована 22 сентября 1937 года из восточной части Одесской области и территориально отличалась от современной Николаевской области, в ее состав вошли 38 районов и три города областного подчинения – Николаев, Херсон и Кировоград.
Николаевская область была одной из основных сельскохозяйственных областей Украины, ей принадлежало 7% всех посевных площадей республики. Основные направления сельского хозяйства – производство зерновых, технических культур (конопля и хлопок), полеводство и животноводство.
Развивалась и промышленность области, основными направлениями которой были судостроение, сельхозмашиностроение, легкая и пищевая промышленности. Приоритетным направлением в промышленности Николаевской области было судостроение.
На втором месте в УССР после Одесского был Николаевский порт, откуда на экспорт шли зерно, железная руда, уголь, чугун, рельсы, а в импортных грузах преобладало промышленное оборудование для строительства Днепрогэса.
Как и в других регионах республики в эти годы в области работала репрессивная машина НКВД, лучшие руководящие кадры, научно-техническая интеллигенция, рабочие и колхозники попали в жернова репрессий.
Несмотря на все трудности и трагизм времени, область продолжала развиваться и в начале 1940 года ее промышленность производила более тысячи разных видов продукции. Наряду с новыми типами судов, производились мощные дорожные машины, выпускался широкий ассортимент продукции легкой и пищевой промышленностей, создана сеть учреждений культуры, народного образования и здравоохранения.
