Октябрьской революции Совет верховного управления губернией заявил о непризнании власти большевиков и о выделении Вятской губернии в самостоятельную республику.
1 декабря Вятский Совет полностью взял власть в городе в свои руки (Совет верховного управления губернией и Вятский Совет — это разные организации), а 21 декабря 1917 (3 января 1918) вышел в свет первый номер газеты «Вятская правда» (с 1934 года — «Кировская правда»).
К ноябрю 1918 года в Вятке и уездах губернии при исполнительных комитетах Советов были созданы отделы народного образования. Так началась работа по искоренению безграмотности, которая в целом завершилась к1929 году.
В январе 1919 года Вятку с проверкой посетили И. В. Сталин и Ф. Э. Дзержинский, выяснившие, что Вятка с правительством в Москве связи не имеет, а 4467 из 4766 чиновников — это бывшие царские чиновники. В результате работы комиссии 19 января 1919 года в Вятке создан губернский Военно-революционный комитет.
В 1923 году население города впервые превысило 50 тыс. человек и составило 52,3 тыс. человек.
В 1929 году Вятская губерния была ликвидирована, а её территория вошла в состав Нижегородского края. Город Вятка стал сначала окружным, а затем и районным центром.
15 мая 1929 года железнодорожные мастерские были преобразованы в машиностроительный завод имени «1 Мая».
1 мая 1934 года в городе впервые появился регулярный общественный транспорт: на улицы вышли первые 3 автобуса.
5 декабря 1934 года в память С. М. Кирова Президиум ВЦИК принял постановление о переименовании города Вятки в город Киров и образовании Кировского края, с центром в городе Киров.В 1936 году, в связи с принятием новой Конституции, Кировский край преобразован в Кировскую область, а Удмуртская АССР выделилась из него; это привело к незначительному понижению статуса города — с краевого до областного центра.
На июль 1938 года в Кирове было 28 предприятий, из них 13 — союзного и республиканского значения, 7 — областного и 8 — местного значения. Было развито кустарное производство.
В 1939 году согласно переписи резко возросло население города Кирова, впервые приблизившись к 150 тыс. человек и составив 142 тыс. человек.
В 1939 году в Кирове решением Совета народных комиссаров СССР начато строительство латунно-прокатного завода (Кировский завод по обработке цветных металлов); из-за начавшейся Великой Отечественной войны, в1941 году строительство завода было приостановлено, его возобновили только спустя два месяца после окончания войны.
В 1939 году по инициативе Народного комиссариата боеприпасов СССР в Кирове началось проектирование завода № 324 (ныне Сельмаш). На предприятии планировалось выпускать бронебойные, полубронебойные и бетонобойные снаряды, фугасные гранаты и авиабомбы.
В 1940 году Кировским горисполкомом принято решение о строительстве трамвайной сети, но из-за начавшейся Великой Отечественной войны строительство остановилось, уже построенная линия была сочленена с железнодорожной веткой или заасфальтирована.
Во время Великой Отечественной войны в Киров были эвакуированы крупные машиностроительные предприятия: завод им. Лепсе и завод им. Дзержинского (ныне Лепсе), завод № 537 (ныне Маяк), завод № 32 (нынеАвитек), «Красный инструментальщик», «Одесский завод тяжёлого краностроения» и др.
7 ноября 1943 года в Кирове было открыто регулярное троллейбусное движение.
1944-1945 многие заводы Кирова были награждены за хорошую раюоту.
В 1956 году население Кирова впервые превысило 200 тыс. человек и составило 211 тыс. человек.
В 1957 год был открыт филиал ВЗЭИ, преобразованный впоследствии в «Кировский политехнический институт».
В 1950-х — 1960-х годах в Кирове был полностью застроен кирпичными домами и теплофицирован микрорайон завода им. Лепсе. Все дороги микрорайона были заасфальтированы. Закончено строительство объектов социальной инфраструктуры — школ, детских садов, больниц.
В 1962 году в Кирове возведён первый мост через Вятку.
В мае 1966 года Кировский шинный завод награждён Орденом Трудового Красного Знамени
В 1967 году население Кирова впервые превысило 300 тыс. человек и составило 309 тыс. человек.
В 1971 году «за организацию производства новой техники» «Кировский машиностроительный завод имени XX партсъезда КПСС» (ныне Авитек) был награждён орденом «Знак Почёта».
25 июня 1974 года за успехи, достигнутые кировчанами в хозяйственном и культурном строительстве, и в связи с 600-летием со времени основания город Киров был награждён орденом Трудового Красного Знамени
23 декабря 1977 года состоялось торжественное открытие нового здания Кировского цирка. К моменту окончания строительства цирк был оснащён современной техникой и мог принять любую программу: цирк на льду, цирк на воде.
В 1982 году население Кирова составило 400 тыс. человек.
В 1989 году город Нововятск включён в состав Кирова как Нововятский городской район.