Во второй половине XIX века население города росло в геометрической прогрессии. Если в 1865 году здесь проживала 71 тысяча человек, то в 1897-м – в два раза больше. Тбилиси становился центром промышленности кавказского региона. Здесь строилось много заводов и фабрик. Это и предопределило то, что город стал одним из опорных пунктов рабочего революционного движения.
В 1883 году по улицам города начал ездить трамвай в виде конки.
На рубеже XIX – XX вв. Иосиф Сталин и его соратники развернули здесь огромную революционную и пропагандистскую работу, являлись основоположниками ленинско-искровских организаций на Кавказе.
Советский Тбилиси как столица Грузинской ССР развивался довольно активно и динамично. Здесь строились богато украшенные лепным декором и колоннами столичные административные здания, широкие проспекты, зеленые бульвары, площади, памятники, ведущие то вверх, то вниз в горном городе лестницы. В 1937 году по улицам города стали ездить троллейбусы, в 1966 году открыт метрополитен.
В 1989 году численность населения города достигло наивысшей точки за всю историю Тбилиси, и составила 1 млн 259 жителей.
Существование Тбилиси в качестве столицы независимой Грузии обогатило город новыми памятниками, улицами, зданиями и сооружениями. К сожалению, многое из периода советской застройки было утрачено, в 2006 году прекратили свою работу тбилисский троллейбус и трамвай. Город сотрясали не один десяток политических митингов и демонстраций, но он продолжает развиваться, и очень добродушно принимает гостей со всего мира.
На сегодняшний день пространство Тбилиси можно условно разделить на несколько частей. Это пространство древнего города, куда входят археологические памятники, древние храмы и монастыри и т. д. Вторая часть – это русский Тбилиси, все здания, улицы и кварталы, которые сохранились со времен Российской империи. Третья часть – это советский социалистический Тбилиси, с его жилыми и общественными зданиями, которые проектировали грузинские архитекторы ХХ века. Многие из них в своей время вошли в учебники по архитектуры СССР как смелые решения и выдающиеся достижения нашей страны. И, наконец, 4-я часть – это Тбилиси современный, который словно растворен в предыдущих 3-х частях, поскольку оказал влияние на все эти части. Где-то подсветкой домов, где-то реконструкцией и перестройкой, и многими другими способами.