El segle XIX s'inicia amb un conflicte bèl·lic de conseqüències devastadores per a la ciutat de Tarragona: la Guerra de la Independència o Guerra del Francès. Després del terrible setge a què va estar sotmesa la població es va produir l'assalt definitiu el dia 28 de juny de 1811. A partir d'aleshores van venir més de dos anys d'ocupació francesa que deixaren la ciutat en una situació de misèria i fam, agreujada, a la seva marxa, el 19 d'agost de 1813, per la voladura de punts estratègics de la ciutat.

La recuperació econòmica i demogràfica va ser lenta i gràcies, en bona part, a l'ajut oficial que va eximir la ciutat del pagament de tributs entre 1816 i 1826. Es van reprendre les obres del port i d'altres que havien quedat aturades amb el conflicte. Aquest fet permetrà l'establiment de comerciants forans i la formació d'una petita burgesia comercial emprenedora que farà possible la modernització de Tarragona al llarg del segle XIX.

L'any 1786 es concedí a Tarragona el permís per comerciar lliurement amb Amèrica. L'activitat econòmica s'orientà cap al comerç del vi i l'aiguardent; aquest fet provocà l'expansió del conreu de la vinya en detriment d'altres productes. Amb l'aparició de la fil·loxera a França cap als anys setanta del segle XIX, el conreu es va estendre d'una manera exagerada; fins i tot es plantava vinya en llocs poc aptes per al conreu. L'avantatge de la proximitat del mercat exportador i la facilitat de transport feien que fos un conreu rendible i Tarragona se'n beneficià molt a escala econòmica. Sorgí una nova classe social d'obrers i menestrals i la burgesia va aprofitar per invertir en diverses empreses.

Durant la segona meitat del XIX les altes i baixes del preu del vi condicionaren l'economia, la demografia de la ciutat i també la seva expansió urbana. En períodes d'eufòria es va incrementar la població, es van fomentar les indústries auxiliars relacionades amb l'exportació de vins i es van establir nombroses societats i entitats vinculades amb aquest comerç. A partir de mitjan de segle es va produir un creixement que possibilita millores urbanes. Tarragona va deixar de ser plaça forta el 1868 i, per tant, es va permetre la construcció d'edificis i habitatges fora muralla. Les muralles militarment ja no eren necessàries perquè les noves tecnologies de guerra havien demostrat que eren inútils i la pressió demogràfica feia imprescindible l'obertura. De fet, va ser a partir de 1854 quan d'una manera intermitent i irregular, a causa dels elevats costos econòmics que suposava, es va iniciar l'enderroc de la muralla de Sant Joan, que va permetre la urbanització i la construcció de nous edificis a l'actual Rambla Nova i la projecció de nous carrers, com el de la Unió, que van fer possible la connexió de la Part Alta amb la Marina. La Part Alta de la ciutat es va mantenir estàtica, amb la residència de la noblesa i dels eclesiàstics i també, per sectors, dels pagesos i dels artesans. La part baixa o Marina, de nova construcció, era més dinàmica i s'hi va establir la burgesia comercial amb els seus tallers i botigues.

Les obres del port i l'eixample de la ciutat van fer possible la descoberta de nombroses restes de l'antiga Tàrraco que servirien com a fonament del primer Museu Arqueològic.

La presència del port ha estat determinant al llarg dels segles pel comerç de Tarragona. Així, les millores d'infraestructura del port durant aquest període van permetre la introducció de noves empreses i, per tant, la modernització de la ciutat.

Durant el primer terç del segle XX es produeixen canvis polítics i socials al país que influiren en la vida ciutadana: la Dictadura de Primo de Rivera, la proclamació de la Segona República i la Guerra Civil Espanyola (1936-1939). Durant la guerra la ciutat va ser repetidament bombardejada i, a banda de les nombroses víctimes mortals, l'estructura urbanística va patir greus danys que es van haver de refer durant els difícils anys de postguerra. En aquest període es va patir una greu repressió política que va causar centenars de morts, uns executats després d'un consell de guerra sumaríssim i altres per malalties contretes a causa de les pèssimes condicions de la presó, on van ser recloses milers de persones.

A partir de final dels anys cinquanta começaren a instal·lar-se indústries químiques a la ciutat i des de 1975 va entrar en funcionament la refineria d'Enpetrol. L'empenta del sector industrial també es va deixar notar en l'aspecte urbanístic i constructiu en general. A més, l'augment de població per l'increment de la immigració va portar a la creació de nous barris perifèrics. Construïts a ponent sobre la carretera de València trobem Torreforta, Campclar, Bonavista, Icomar, Riuclar, la Floresta i la Granja. Al nord, Sant Salvador i Sant Pere i Sant Pau.

Tarragona va esdevenir una ciutat industrial especialitzada en el camp petroquímic. La sortida i l'entrada dels productes elaborats per aquestes indústries es fa pel port de Tarragona, que va passar a ser considerat el segon port espanyol per tones anuals mogudes.

La mort del general Franco, l'any 1975, va comportar el restabliment de la democràcia i la recuperació de l'autonomia de Catalunya. A Tarragona, les eleccions municipals de 1979 van donar el govern de la ciutat als partits polítics que s'havien oposat al franquisme i es va iniciar el redreçament de la ciutat, en especial en els barris més desafavorits.