С началом первой Мировой войны в 1914 году начало происходить катастрофическое ухудшение жизненного уровня населения, что и привело к революционным событиям 1917-1920-х годов.
Уже после февральской революции 1917 года, в Полтавской губернии возникли Советы, но 17 декабря 1917 года войска Центральной Рады разгромили Полтавский Совет Рабочих и Солдатских депутатов. Вскоре город был захвачен Красной гвардией, а весной 1918 года Полтавщина была оккупирована немецкими войсками, но уже 27 ноября 1918 года в Полтаву вошли отряды вооруженных коммунистов, которых через два дня выбили украинские национальные войска.
В короткий период образования национального государства в Полтавской губернии была открыта целая сеть образовательных и культурно-образовательных институтов, среди которых Полтавский университет, исторический архив Полтавщины.
Летом 1919 года Пирятин заняли войска генерала Деникина, но уже в декабре 1919 года на всей территории Полтавщины была установлена Советская власть. Однако на протяжении еще нескольких лет на территории Полтавского края вспыхивали антибольшевистские крестьянские восстания, которые жестоко подавлялись. После Гражданской войны, в которой победили большевики, Полтавщина вошла в состав Украинской ССР.
1921 год стал началом активного промышленного развития области – строились заводы пищевой промышленности - макаронная и сырная фабрики, маслозаводы, большое количество винокурен и др.
Глобальные процессы индустриализации, а затем коллективизации в Полтавском крае в 1925-1930-х годах проходили, как и в других районах Украины, в условиях террора и репрессий. «Великий перелом» в сельском хозяйстве, голодомор 1932-1933 годов стоили Полтавщине огромных потерь населения края – более 1 миллиона человек.
В 1923 году в Полтавской губернии были ликвидированы уезды и волости и были образованы 7 округов, которые в свою очередь были разделены на 89 районов. В 1925 году Полтавская губерния была ликвидирована, а ее территория разделена на 5 округов.
22 сентября 1937 года была образована Полтавская область, в состав которой в разное время входило от 8 до 45 районов. В этом году на территории Полтавской области уже было 224 промышленных предприятий и 312 кооперативных промышленных артелей, образовывались новые отрасли промышленности – машиностроительная и легкая.
По данным Всесоюзной переписи населения 1939 года, в Полтавской области проживало более 2 263 тыс. человек.
Огромные материальные и людские потери понесла Полтавщина в период Великой Отечественной войны – 18 сентября 1941 года немецко-фашистские войска захватили Полтаву и Пирятин, а 13 октября была оккупирована вся Полтавская область. Однако с оккупацией края, которая продолжалась два года, не прекращалась борьба населения против фашистов – в тылу врага действовали партизанские отряды, подпольные организации.
После войны разрушенный Полтавский край стал быстро восстанавливаться.
В послевоенные годы на территории Полтавской области были разведаны большие месторождения нефти и газа, что положило начало развитию нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.
В период 80-х годов на Полтавщине быстрыми темпами развивались нефтегазодобывающая, нефтеперерабатывающая, горнорудная, химическая, автомобильная, электротехническая, текстильная промышленности.
