XVIII век ознаменовался значительным усилением российской колонизаторской политики на украинских землях. В 1764 году было ликвидировано гетманство и для управления Украиной создана Малороссийская коллегия во главе с графом П. Румянцевым.
В 1775 году Полтава вошла в состав Новороссийской губернии, а со временем стала одним из главных торгово-ремесленных центров Украины.
Благодаря памятной Полтавской битве, Полтаву посетили царица Екатерина II, полководцы А.Суворов, Г.Кутузов и другие известные личности.
27 февраля 1802 года была образована Полтавская губерния, а 8-ми тысячный город Полтава стал губернским центром.
В связи с 100-летним юбилеем Полтавской битвы, Полтава начала застраиваться лучшими зодчими как «малый Петербург». С того времени современная Полтава унаследовала свою центральную часть – всемирно известный уникальный ансамбль Круглой площади. В центре расположена круглая площадь, от которой лучами исходили 8 улиц. В 1811 году в центре площади был открыт памятник «Славы», в честь победы русских войск над шведами в Полтавской битве.
Постепенно Полтава превратилась в центр культурной и духовной жизни Украины. В 1808 году была открыта первая мужская гимназия, в 1818 году открыт институт благородных девиц и духовное училище, в 1820 году открыта школа садоводства, а в 1840 году открыт кадетский корпус.
Культурная жизнь города Полтавы всегда была насыщенной.
В 1818-1819 годах в училище учился известный писатель Н.Гоголь, в полтавской гимназии обучался писатель Старицкий, историк и общественный деятель Драгоманов, математик Остроградский.
В 1844 году в Полтаву приезжал украинский поэт Тарас Шевченко.
В 1865-1866 годах в Полтаве работал украинский писатель И.Нечуй-Левицкий, а в 1871 году здесь работал Панас Мирный.
В Полтаве родился украинский поэт и писатель И.Котляревский, творческий гений которого подарил Украине собственный литературный язык и начал новую украинскую литературу.
В Полтаве работал известный ученый В.В.Докучаев и его ученик В.И. Вернадский, а в 1891 году по инициативе В.Докучаева был открыт Полтавский краеведческий музей. Здесь также работал известный врач Склифосовский.
В Полтаве происходило и капиталистическое развитие, в начале 1870-го года в нем появилась железная дорога с депо и мастерскими, в 1889 году начал работу чугунолитейный завод, однако к началу XX века Полтава так и не смога превратиться в мощный индустриальный центр.
Главным достоинством Полтавы стало именно духовное богатство.
По данным первой всероссийской переписи населения в 1897 году в Полтаве проживало более 53,7 тыс. человек, из которых грамотных было 48,6% жителей Полтавы.
В 1909 году к 200-летию Полтавской битвы был открыт памятник коменданту А.Келину и доблестным защитникам Полтавы, и также был открыт музей Полтавской битвы.
