После октябрьского восстания в Петрограде, в декабре 1917 года II съезд Румчерода провозгласил курс на установление в Одессе власти Советов. 18 января 1918 года в Одессе была провозглашена Советская власть, однако уже 13 марта 1918 года в город вошли австро-немецкие войска, на смену которым высадился 30-тысячный англо-французский десант.
В апреле 1919 года Одессу заняли регулярные войска Красной Армии, которые попытались установить советскую власть, но вскоре были выбиты войсками Деникина. Только в феврале 1920 года в Одессе окончательно установилась советская власть, и началось восстановление города после разрухи, вызванной гражданской войной.
За период революционных событий и гражданской войны четверть домов и многие предприятия Одессы были разрушены, а население города к 1924 году сократилось почти вдвое.
В довоенный период значительное место в экономике города заняли металлообрабатывающая и машиностроительная промышленности; в этот же период Одесса превращается в значимый культурно-оздоровительный центр в составе Украинской ССР.
Во время Великой Отечественной войны с 5 августа 1941 года велась героическая оборона Одессы советскими войсками и жителями города и только по приказу командования войска вынуждены были оставить город.
16 октября Одессу покинул последний корабль, завершивший эвакуацию советских войск, и город был оккупирован немецкими и румынскими войсками. Освободили Одессу от врагов советские войска только 10 апреля 1944 года.
Последствия военных действий были катастрофическими – разрушены предприятия, портовые и складские сооружения, огромное количество административных и жилых зданий, город превратился в руины.
В послевоенные годы происходило восстановление Одессы, и уже к 1951 году город был восстановлен, а затем продолжал развиваться, благоустраиваться, стал заметным туристическим центром.
В 1965 году Одесса стала Городом-Героем - ей были вручены орден Ленина и медаль «Золотая Звезда».
