В феврале 1919 года в Симбирске создан Пролетарский университет. 22 февраля 1920 года был преобразован в Симбирский государственный университет, которому было присвоено имя В. И. Ленина. Однако 23 октября 1921 года постановлением Совета народных комиссаров в связи с тяжелой социально-экономической ситуацией в регионе Симбирский государственный университет был закрыт. 1 октября 1920 года на базе университета был открыт Симбирский рабочий факультет НКП (с 1924 года — Ульяновский рабочий факультет им. В. И. Ленина). В 1939 году состоялся XXII последний выпуск Ульяновского рабфака имени В. И. Ленина.

2 мая 1919 года на площади Революции (территория центрального рынка и завода «Контактор») нарком по военным и морским делам, председатель Реввоенсовета Республики Лев Давидович Троцкий устроил смотр войск Симбирского гарнизона.

С 9 по 11 мая 1919 года в городе находился Председатель ВЦИК М. И. Калинин.

После гражданской войны промышленность города пребывала в состоянии разрухи. Здания фабрик, заводов пришли в ветхость, оборудование устарело, не хватало топлива, сырья, инструментов. Предприятия либо сворачивали производство и закрывались, либо работали с большими перебоями. На симбирском металлургическом заводе неоднократно производилось сокращение рабочих и простаивали целые цеха. За годы войны в Симбирске не было построено ни одного здания, исчезло уличное освещение, бульвары и парки пришли в запустение, было разрушено до сотни жилых домов, пустовали базар и ярмарочная площадь.

В 1920 году создан Заволжский поселковый Совет, а 5 января 1935 года переименован в Заволжский район.

Из-за голода в Поволжье (1921—1922) в Симбирске развернула работу американская организация «АРА» для помощи голодающим.

9 мая 1924 года, в связи со смертью Владимира Ильича Ульянова (Ленина), постановлением ЦИК СССР, Симбирск переименован в Ульяновск, Симбирская волость — в Ульяновскую волость, Симбирский уезд — в Ульяновский уезд, а Симбирская губерния — в Ульяновскую губернию. Как только жители губернии и Симбирска не предлагали переименовать город — и «Ленин», и «Ленинск», и «Ильич», но эти топонимы не нашли поддержки в Москве. И лишь предложенное крестьянами Карсунского уезда название «Ульяновск» понравилось в столице и было одобрено.

14 мая 1928 года были упразднены Ульяновский уезд и Ульяновская губерния, а город Ульяновск стал центром Ульяновского округа Средне-Волжской области (с 20 октября 1929 года — Средне-Волжского края, с 27 января 1935 года — Куйбышевского края, с 5 декабря 1936 года — Куйбышевской области). А с 16 июля 1928 года Ульяновск стал и административным центром Ульяновского района.

30 июля 1930 года Ульяновский округ упразднён, а его районы отошли в прямое подчинение Средне-Волжского края, а Ульяновск остался административным центром Ульяновского района и Ульяновского городского района, с населением в 68030 человек.

17 августа 1931 года из Самары в Ульяновск была передислоцирована авиашкола — Ульяновская военная авиационная школа пилотов.

15 апреля 1932 года, в бывшем ремесленном училище графа Орлова, открылся 1-й Всесоюзный авиационный техникум ОСХ.

В мае 1933 года в кинотеатре «Художественный» прошел первый в Ульяновске показ звукового кино — фильм «Встречный». Деньги на новую аппаратуру тогда собирали все предприятия города.

В августе 1933 года в Ульяновске впервые состоялся авиационный парад.

12 июля 1934 года Ульяновск посетили первые Герои Советского Союза — Водопьянов М. В., Доронин И. В., Ляпидевский А. В., Кренкель Э. Т.

В 1935 году был уничтожен Спасо-Вознесенский собор.

В 1936 году в городе открылась Ульяновская школа особой техники, ставшая в дальнейшем Ульяновским высшим военным инженерным училищем связи.

В 1937 году в нарушение предписания Комитета ВЦИК был разрушен Троицкий собор.

К концу 1930-х годов, почти все храмы и церкви в Ульяновске были разрушены или использовали по другим назначениям, работали только две церкви — Неопалимовская и Воскресенская.

Накануне Великой Отечественной войны Ульяновск представлял собой небольшой провинциальный город с населением 110 тысяч человек. В городе не было крупных промышленных предприятий, исключение составлял 3-й Госзавод имени Володарского. Кроме этого работало чуть более 10 предприятий лёгкой и пищевой промышленности.

В 1939—1940 годах в Ульяновске началось строительство трёх заводов Наркомата авиационной промышленности, завода токарных станков. К началу войны ни один из цехов сооружаемых заводов не был завершён. В период с 1917—1940 года происходили массовые репрессии в отношении крестьянства, духовенства, интеллигенции.

Из Москвы эвакуированы ряд промышленных предприятий, в том числе ЗиС, разместившейся на территории чугунного завода «Металлист», давшее начало строительству заводам — УАЗ, УМЗ и «Автозапчасть» — ныне Автодеталь-Сервис. Из Витебска прибыла чулочно-трикотажная фабрика имени КИМ, ставшая в дальнейшем трикотажной фабрикой «Русь»]. Из Киева прибыла швейная фабрика имени М. Горького, ставшей — швейной фабрикой «Элегант». Из Московского НИИ-12, Ленинградского приборостроительного завода № 278 и Вяземского приборостроительного завода № 149, были объединены в Ульяновский приборостроительный завод № 280, ныне завод «Утёс». Из электроаппаратного цеха Харьковского электромеханического завода, был создан Государственный союзный завод № 650, а затем — «Контактор». Из Минска передислоцировано Минское танковое училище, переименованное во 2-е Ульяновское танковое училище, а 15 июля 1941 года в городе в Николаевском доме призрения, ныне Ульяновский институт гражданской авиации, начало формироватся Ульяновское военное пехотное училище.

С 25 июня 1941 года в городе стали разворачиваться четыре госпиталя — три в зданиях средних школ и один в общежитие пединститута, и уже июле они приняли первых раненых. В дальнейшем, было организовано ещё три эвакогоспиталя. В 1942 году в Ульяновске стал работать эвакуированный из Воронежа медицинский институт, профессора которого работали во всех госпиталях и больницах города.

В 1941 году из Воронежа в село Рязаново был эвакуирован зооветеринарный институт, а 12 июля 1943 года он перебазировался в Ульяновск, где был организован Ульяновский сельскохозяйственный институт.

С октября 1941 года по август 1943 год в Ульяновске в эвакуации находилась Московская патриархия, во главе с митрополитом Сергием. 8 сентября состоялся Архиерейский Собор, первый после 1918 года, избравший Сергия Патриархом Московским и всея Руси.

С марта 1942 года по июнь 1944 год в Ульяновске базировалась Волжская военная флотилия.

В 1942 году от станции Свияжск до станции Ульяновск-3 и далее до станции Сызрань I, была построена Волжская рокада, для обеспечения материальными и людскими ресурсами Сталинградский фронт.

С 1942 по 1945 года на Ульяновском машиностроительном заводе имени Володарского работал будущий лауреат Нобелевской премии (1975), лауреат Сталинской премии (1953), лауреат Ленинской премии (1956), создатель водородной бомбы, трижды Герой Социалистического Труда, академик и правозащитник Андрей Дмитриевич Сахаров.

25 февраля 1942 года принято решение о районировании Ульяновска: были образованы Ленинский район, Сталинский район, а Заволжский район переименован в Володарский район.

С 1942 года по октябрь 1946 года на станции "Киндяковка" (ст. Ульяновск-1) в эвакуации находился «Траурный поезд В. И. Ленина» – паровоз «У-127» и багажный вагон.

19 января 1943 года Ульяновск стал центром вновь образованной Ульяновской области.

Население Ульяновска за вторую половину 1941 года и начала 1942 года, за счёт эвакуированных, удвоилось и составило более 200 тысяч человек, но, к 1945 году, в результате реэвакуации сократилось на 50 тысяч и составило 152 тысячи человек.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 17 января 1944 года районный центр Ульяновского района из Ульяновска перенесён в село Большие Ключищи.

В 1944 году начал работать кукольный театр.

За годы войны более 60 тысяч ульяновцев за отвагу и мужество были награждены боевыми орденами и медалями. 121 человек был удостоен звания Героя Советского Союза. 28 человек стали полными кавалерами орденов Славы.

За четыре года войны, из четырёх военных училищ и одной военной школы города: 1-е УТУ, 2-е УТУ, УВВИУС, УВАШП и УВПУ, по сокращённой программе было подготовлено около 27 тысяч офицеров и за городом по праву закрепилось название «Кузница офицерских кадров».

Ульяновцы собрали средства на танковые колонны «Ульяновский колхозник» и «Ульяновский пищевик», эскадрильи «Родина Ильича» и «Валериан Куйбышев».

19 сентября 1946 года Советом Министров РСФСР был утверждён генеральный план Ульяновска, разработанный специалистами Ленгипрогор (Ленинградского государственного института по проектированию городов) архитекторами В. А. Гайковичем и Н. В. Кашкадамовой. Чуть позже были приняты два важнейших для судьбы Ульяновска постановления: «О мерах по развитию г. Ульяновска 1949-50-х гг.» и о включении Ульяновска в число 43 важнейших городов Советского Союза.

12 сентября 1948 года город отметил своё 300-летие, приурочив его к освобождению от белогвардейцев.

В январе 1953 года сдан в эксплуатацию железнодорожный вокзал Ульяновск-I.

В 1953 году, во времена создания волжского каскада ГЭС, Ульяновск попал в зону влияния Куйбышевского водохранилища. Также в зону затопления попал Машзавод имени Володарского (Завод п/я № 19) и близлежащий жилой район — Нижняя Терраса, однако по решению правительства СССР этот район города был обнесён защитной дамбой и не подвергся затоплению. А на месте затопления, близ лежащих деревень, образовался остров Пальцинский(ныне входит в Городской округ Ульяновск).

1 января 1954 года в Ульяновске открылось трамвайное движение в правобережной части города.

4 июня 1954 года в городе Ульяновске образован Железнодорожный район выделенный из Сталинского района.

В 1956 году начал действовать Ульяновский завод тяжелых и уникальных станков (УЗТС) (ныне ССЗ).

В 1957 году построен аэропорт Ульяновск.

10 августа 1958 года, при большом стечении народа, было торжественно открыто автомобильное движение по Императорскому мосту.

22 ноября 1958 году упразднено административное деление города Ульяновска на районы.

Указом Президиум Верховного Совета РСФСР от 4 сентября 1959 года центр Ульяновского района перенесён из рабочего посёлка Ишеевка в Ульяновск.

20 января 1960 года был организован Ульяновский областной строительный трест № 4, с 6 августа 1984 года трест переименован в Областное производственное управление «Ульяновсксельстрой».

1 октября 1960 года из артели промысловой кооперации инвалидов имени Коминтерна основан завод «Металлоштамп», ныне ОАО «Ульяновский экспериментальный завод».

26 декабря 1960 года близ Ульяновска при посадке потерпел катастрофу Ил-18А компании Аэрофлот, в результате чего погибли 17 человек.

Указом ПВС РСФСР от 4 ноября 1961 года в городскую черту города включено село Конно-Подгорная слобода Ульяновского района.

В 1961 году на базе всех строительных организаций Ульяновска было создано территориальное управление строительства «Ульяновскстрой», а в 1967 году управление «Ульяновскстрой» было преобразовано в Главное управление по строительству в городе Ульяновске — «Главульяновскстрой».

В 1962 году запустили завод «КПД-1».

В 1963 году начал работать «ДСК», в декабре 1988 года — ордена Трудового Красного Знамени ПСО «Ульяновскпроектстрой».

В 1965 году Советом Министров РСФСР был утверждён генеральный план строительства города.

7 января 1966 года вновь был образован Железнодорожный район.

Указом ПВС РСФСР от 17 октября 1966 года в городскую черту города из Ульяновского района включено село Винновка и село Вырыпаевка (до ж/д линии).

В 1966 году начал работать Ульяновский механический завод.

5 мая 1967 года родился 300-тысячный житель города.

31 октября 1968 года вступил в строй Ульяновский кожевенно-обувной комбинат.

26 декабря 1969 года по газопроводу Кулешовка-Мелекесс-Ульяновск в город пришёл природный газ.

В 1969 году начал свою деятельность «Завод ЖБИ».

1 января 1970 года введён в эксплуатацию Ульяновский завод «Гидроаппаратуры» (ныне ОАО "«Гидроаппарат»).

5-9 января 1970 года в Ульяновске состоялась выездная юбилейная сессия Академии медицинских наук СССР во главе с Министром здравоохранения СССР академиком Петровским Б. В.

28 января 1970 года состоялась юбилейная сессия отделения истории Академии наук СССР во главе с академиком Поспелов П. Н. В сессии приняли участие представители исторических наук НРБ, ВНР, ГДР, МНР, ПНР, СРР, ЧССР и СФРЮ.

16 апреля 1970 года, на Торжества по случаю 100-летия В. И. Ленина и открытия Ленинского мемориала, прибыл Генеральный секретарь ЦК КПСС Брежнев Леонид Ильич.

30 октября 1970 года Ульяновск посетил лидер МНР Юмжагийн Цэдэнбал.

11 декабря 1970 году Указом Президиума Верховного Совета СССР «За большие успехи, достигнутые трудящимися города в хозяйственном и культурном строительстве, в выполнении задания пятилетнего плана по развитию промышленного производства, наградить ГОРОД УЛЬЯНОВСК орденом ЛЕНИНА».

С постройкой объектов Ленинской Мемориальной зоны Ульяновск становится одним из главных туристических центров СССР, после Москвы и Ленинграда.

4 февраля 1971 года состоялось торжественное открытие нового кинотеатра «Свияга».

Указом Президиума Верховного Совета РСФСР от 8 февраля 1971 года в состав города Ульяновска включён посёлок Опытное Поле Ульяновского района Ульяновской области.

27 марта 1971 года сдан в эксплуатацию новый учебный корпус Ульяновского государственного педагогического института имени И. Н. Ульянова.

4 июня 1971 года введён в строй завод «Искра».

4 ноября 1971 года вступил в строй Дворец спорта автомобилистов.

В марте 1972 года открылся новый Дворец культуры профсоюзов.

1 июня 1973 года родился 400-тысячный гражданин Ульяновска.

31 декабря 1973 года введена в эксплуатацию первая очередь Ульяновской кондитерской фабрики «Волжанка».

1 января 1974 года на левом берегу Волги открылось троллейбусное движение.

В марте 1974 года начала выпускать продукцию кондитерская фабрика «Волжанка».

31 августа 1974 года состоялось торжественное открытие спорткомплекса «Торпедо».

10 сентября 1974 года указом Президиума Верховного Совета РСФСР территория села Мостовая Ульяновского района была включена в состав Ульяновска и стала частью Ленинского района.

12 сентября 1974 года на доме Гончарова установлены башенные часы (выпуска 1868 г.) и колокол из села Головкино.

14 марта 1975 года открылся Центральный Дом быта.

15 марта 1975 года в Большом зале Ленинского Мемориала состоялось вручение городу Красного знамени ЦК КПСС, Совета Министров СССР, ВЦСПС и ЦК ВЛКСМ — победителю соцсоревнования 1974 года.

Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 16 апреля 1975 года № 299—102 в Ульяновской области намечено строительство крупного авиакомплекса.

В 1976 году на левом берегу Волги началось строительство Ульяновского авиационно-промышленного комплекса, а рядом с ним начал строится большой жилой район — Новый город.

28 апреля 1976 года Указом Президиума Верховного Совета РСФСР в состав Ульяновска были включены территория сел Вырыпаевка и Сельдь Ульяновского района.

31 декабря 1976 года открылся новый кинотеатр «Современник».

26 февраля 1977 года городу Ульяновску вручение переходящее Красное знамя ЦК КПСС, СМ СССР, ВЦСПС и ЦК ВЛКСМ.

26 марта 1977 года начала строится пассажирская канатная дорога — первая канатная дорога в Поволжье.

1 апреля 1977 года Указом Президиум Верховного Совета РСФСР районный центр Ульяновского района перенесён из Ульяновска в рабочий посёлок Ишеевка.

3 июня 1977 года в Ульяновск прибыла партийно-правительственная делегация из НРБ во главе с Тодором Живковым.

В 1977 году началось строительство второй в городе теплоэлектростанции (УТЭЦ-2), предназначенной для обеспечения теплом и электроэнергией авиационно-промышленного комплекса и всего Заволжского района.

6 ноября 1977 года в Ульяновск прибыл Президент Финляндии Урхо Калева Кекконен.

24 марта 1978 года городу вручено Красное знамя Совета Министров РСФСР и ВЦСПС.

Указом ПВС РСФСР от 5 апреля 1978 года в состав города были включены территории посёлков станции Студенческая и Ульяновского лесничества Ульяновского района.

15 марта 1979 года городу Ульяновску вручено переходящее Красное знамя ЦК КПСС, СМ СССР, ВЦСПС, ЦК ВЛКСМ.

В декабре 1979 года в Заволжье вступил в строй ДСК-2.

12 марта 1982 года городу Ульяновску за 1981 год вручено переходящее Красное Знамя ЦК КПСС, Совета Министров СССР, ВЦСПС и ЦК ВЛКСМ.

16 апреля 1982 года население Ульяновска превысило 500 тысяч человек.

3 июня 1982 года в Ульяновск прибыла партийно-правительственная делегация из ЧССР во главе с Президентом Густавом Гусаком.

9 февраля 1983 года на торжественное открытие первой очереди ордена Ленина Центра совместного обучения Летного, технического и диспетчерского персонала гражданской авиации-стран участниц СЭВ (Центр ГА СЭВ) прибыли делегации — Болгарии, Венгрии, ГДР, Кубы, Монголии, Польши, Румынии, Чехословакии, во главе с первым заместителем министра гражданской авиации СССР Назаров А. И.

5 июня 1983 года в Ульяновске в железнодорожный мост через Волгу врезался теплоход «Александр Суворов». В результате погибло более 170 человек.

19 августа 1983 года, Указом ПВС РСФСР, населённому пункту возникшему на территории Карлинского сельсовета Ульяновского района, присвоено наименование — Новосельдинский (ныне в черте Ульяновска).

15 декабря 1983 года первым секретарём Ульяновского обкома КПСС назначен Геннадий Колбин. По его инициативе в Ульяновске открыты Центр микроэлектроники, филиал МГУ, ставший затем УлГУ, принято решение о строительстве нового моста через Волгу, начато строительство УТЭЦ-3. При нём также усилилась идеологизация общественной жизни Ульяновской области, он жёстко и последовательно реализовывал антиалкогольную кампанию середины 1980-х в регионе. Колбин изменил архитектурный облик Ульяновска. В конце 1986 года отбыл на новое назначение в Казахскую ССР.

12 марта 1984 года в конференц-зале обкома КПСС состоялось собрание посвящённое вручению городу переходящего Красного знамени ЦК КПСС, СМ СССР, ВЦСПС и ЦК ВЛКСМ, по итогам Всесоюзного соцсоревнования за успешное выполнение Государственного плана экономического и социального развития СССР на 1983 год.

13 мая 1984 года, по итогам первого квартала во Всероссийском соцсоревновании, за лучшее проведение работ по благоустройству и санитарное содержание, Ульяновск награждён переходящим Красным знаменем СМ РСФСР и ВЦСПС и денежной премией.

18 января 1985 года был открыт Дом актёра, на открытие которого выступили Колбин Г. В. и народный артист СССР Царёв М. И.

23 июня 1985 года на совещании в обкоме КПСС по развитию города, на котором принял участие заведующий отделом строительства ЦК КПСС Ельцин Б. Н., было принято решение о строительстве нового моста через Волгу.

5 декабря 1985 года постановлением Совмина РСФСР № 543 «О генеральном плане г. Ульяновска» был принят новый план развития города.

19 апреля 1986 года состоялась закладка парка-дендрария (дендропарк).

С 27 июня по 2 июля 1986 года в Ульяновске состоялся I фестиваль дружбы молодежи СССР и КНДР.

5 июля 1986 года на улице Гончарова открыта художественная галерея Пластова А. А.

21 февраля 1987 года открылось кафе «Дружба» — первое кооперативное кафе в РСФСР, на открытие которого присутствовал замминистра финансов РСФСР Лазарев И. Н.

22 мая 1987 года начал создаваться Ульяновский центр микроэлектроники и автоматизации в машиностроении (УЦМ).

26 мая 1987 года ульяновцы впервые отметили — День города Ульяновска.

3 июля 1987 года в Ульяновске состоялась учредительная конференция Российского республиканского отделения Советского фонда культуры, на которой выступил министр культуры РСФСР Ю. С. Мелентьев и писатель Проскурин П. Л.

17 июля 1987 года родился 600-тысячный житель города.

В 1987 году начал строится завод «РОТОР».

3 января 1988 года на бульваре Новый Венец сдана гостиница «Октябрьская».

17 января 1988 года создан Ульяновский камерный музыкальный театр.

29 сентября 1988 года, Председателем СМ РСФСР Воротниковым В. И., утверждён проект моста через Волгу.

12 марта 1989 года состоялось торжественное открытие городского Дворца бракосочетаний.

4 ноября 1989 года на улице Ленина создан Дом дружбы народов.