В первой четверти XX века Тюмень пережила большие политические события: возникновение социал — демократического движения, забастовки, митинги, демонстрации, аресты большевиков — агитаторов, образование Совета рабочих и солдатских депутатов, выборы в Учредительное собрание, разгон городской думы, установление советской власти, захват частями чехословацкого корпуса, освобождение Красной армией, массовое крестьянское восстание против большевистского режима.
В 1921—1923 гг. в Тюмени отмечен тяжелейший голод. По официальным данным в городе насчитывалось 5 тысяч голодающих. В это время началась борьба с православной церковью. К 1932 году все культовые здания, за исключением Всесвятской церкви, были закрыты. Благовещенский собор — первое каменное сооружение города — взорван.
После революции и гражданской войны в Тюмени восстанавливались действующие и создавались новые промышленные производства. С 1925 по 1940 годы в городе открыты многие учебные заведения, проведено сетевое радиовещание, началось движение автобусов, построены новая городская электростанция, первый деревянный мост через Туру, стадион «Центральный», заложены городской сад и парк около Привокзальной площади.
В годы Великой Отечественной войны в городе размещались 22 эвакуированных завода. Производились боеприпасы и вооружение. В госпиталях Тюмени лечились от ран солдаты и командиры действующей армии.
В послевоенные годы существенно возрос промышленный потенциал Тюмени. Были основательно реконструированы «осевшие» в Тюмени: «Строймаш», заводы автотракторного электрооборудования (АТЭ), аккумуляторный, пластмасс, химико-фармацевтический. Значительно перестроены и расширены судостроительный завод, фанерокомбинат, деревообрабатывающий комбинат (ДОК) «Красный Октябрь». В дальнейшем вступили в строй заводы: судоремонтный, медицинского оборудования, электромеханический, кузнечно-прессового оборудования, молочный, фабрика клавишных инструментов и две швейные фабрики, комбинат силикатных и железобетонных изделий, ТЭЦ и другие предприятия.