В XIX веке Ярославль опять  утопает в строительных лесах. Строится первый мост через реку Которосль, убираются старинные городские укрепления, на месте которых разбивается Казанский бульвар. Обустраивается набережная Волги, ее ограждают чугунной решеткой, ставятся мосты через городские овраги. По данным всероссийской переписи 1897 года в Ярославле уже проживало более 71 тыс. чел., причем количество мужского населения в городе преобладало над женским. При Александре I на средства известного уральского предпринимателя И.Г. Демидова в городе открывается первое высшее учебное заведение — Ярославское Демидовское училище высших наук, преобразованное  вскоре  в лицей. Для него отдали архиерейский дом в заповедной исторической части города. Жители города в благодарность на собранные средства в 1829 году на центральной Ильинской площади города поставили памятник основателю лицея И.Г. Демидову. Лицей стал очень популярным учебным заведением в государстве. Одно время в лицее преподавал законоведение, государственное право и финансы знаменитый педагог профессор К.Д. Ушинский, в разные годы здесь учились поэты К. Бальмонт, М. Богданович, советский писатель-фантаст А.Беляев. При советской власти лицей был преобразован в Ярославский государственный университет, но вскоре его закрыли в связи с реорганизацией системы образования. Памятник И.Г. Демидову  был демонтирован. Только в 1970 году Ярославский государственный университет был вновь открыт. Сегодня он носит имя И.Г. Демидова и является ведущим высшим учебным заведением в регионе. К началу XX века в городе функционировало 66 учебных заведений.

Почти  в это же время в Ярославле появились водопровод, телефонная связь, электрическое освещение и  трамвай. В 1913 году был открыт первый железнодорожный мост через Волгу. Город был напрямую связан железнодорожным сообщением с Москвой и Санкт-Петербургом. Ярославль становтися  одним из крупнейших городов Центральной России, который успешно развивается  во всех сферах общественной жизни.

В 1917 году жители Ярославля довольно спокойно отнеслись к смене государственной власти, однако  уже через год, в июле 1918 года, город становится центром выступления  антибольшевистских сил. История снова повторилась в ужасе смерти и разрушений. Снаряды бронепоездов, тяжелой артиллерии, сотни бомб, сбрасываемых с аэропланов, практически полностью разрушили центральную историческую часть города, в результате многие исторические памятники безвозвратно погибли. В городе бушевали пожары. Антибольшевистское восстание было разгромлено,  после его подавления  начались расстрелы. Большинство населения  бежало из города. В результате численность горожан уменьшилась с 125 тыс. до 70 тыс. человек. Разбитые стены храмов, обгорелые остовы заводских корпусов, многочисленные пустыри и через несколько лет напоминали об этих событиях.

После мятежа город отстраивали с поправкой на революционные  ценноости. Многочисленные храмы разрушали, церковные ценности изымали, иконы уничтожали. Улицы Ярославля переименовывались, исторические названия сменялись новыми. Советская власть видела Ярославль, прежде всего,  как «город-завод». В городе активно реконструировались имеющиеся предприятия, строились новые промышленные гиганты. Были построены сажевый, асбестовый заводы, судоверфь. В Ярославле разработали синтетический каучук, на его основе Ярославский шинный завод первым в мире освоил массовое производство покрышек для автомобилей. Уже в 1935 году город называли городом заводов-гигантов тяжелой промышленности, химической отрасли и машиностроения. Вокруг предприятий создавалась  обширная инфраструктура: строились жилые поселки, детские учреждения, культурно-просветительские  центры. На основе государственных идеологических догм, массовых действ и репрессий активно формирмировался образ и тип нового советского человека.