След Деветосептемврийския преврат през 1944 г. и края на Втората световна война, в България постепенно се установява власт, основана на едноличното управление на Българската комунистическа партия. Страната тръгва по пътя на изграждане на социализма. София остава столица на социалистическа България - тук са съсредоточени институциите на законодателната, изпълнителната и съдебната власт.
Първата задача пред кметската управа в края на 40-те и началото на 50-те г. на ХХ в. е отстраняването на последствията от бомбардировките - възстановяване на разрушените сгради, ремонт на канализацията, електрозахранващата мрежа, улиците, благоустрояване на площадите и зелените площи.
През 50-те г. на миналия век започва и оформянето на новия административен център на София. В унисон с господставащата идеология е въведен нов архитектурен стил т.нар „социалистически реализъм”. Сградите на властта: Партийният дом /дн. част от Народното събрание/, Министерството на тежката промишленост с голям магазин /дн. Министерски съвет и ЦУМ/, Министерството на електрификацията с прилежащ хотел към него /дн. Президенство с хотел „Балкан” / „Шератон”/ оформят Ларгото. То кореспондира с пл. „Ленин” /дн. пл. „Св. Неделя”/, където срещу Партийния дом е поставен монолитния паметник на Ленин.
Малко по-рано са построени Мавзолеят на Георги Димитров, Паметникът на Съветската армия и др. Първият е разрушен след началото на демократичните промени, а споровете и дебатите в обществото по отношение на втория продължават.
Запазени от унищожаване, реставрирани и експонирани са: църквата „Св. Георги – Ротондата”, храмът „Св. Петка Самарджийска”, археологическият комплекс „Източна порта на Сердика”. Знакови туристически обекти са и: храм - паметник „Александър Невски”, Боянската църква, базиликата „Св. София”. През 70-те г. на ХХ в. е обявен „Историко-археологчески резерват „Антична Сердика и Средновековен Средец” и около 800 паметника на културата в централната градска част.
А градът непрекъснато се разраства, като от 50-те до началото на 60-те г. на ХХ в. селата на разстояние няколко километра от София са присъединени към столицата. Освен това след национализацията на промишлените, минните предприятия и сградния фонд, започва усилена индустриализация на големите градове. Това, заедно с насилственото коопериране на селското стопанство, води до масово преселване на компактни групи хора в столичния град. Въведено е софийско жителство, но то може да се придобие при постъпване на работа в промишлеността или градския транспорт, където има недостиг на работна ръка и трудът не е особено привлекателен. В резултат на индустриализацията на столицата е построен МК „Кремиковци”, Домостроителния комбинат, различни предприятия на електрониката, химическата и леката промишленост. В бъдеще голяма част от тези предприятия ще се окажат неефективни и причина за екологични проблеми в София като замърсяване на въздуха и почвата.
В София са съсредоточени повечето средни и висши учебни заведения, което я прави привлекателна за много млади хора – от страната и чужбина. В София се намира и най-голямото хранилище на книги - Народната библиотека, както Столична библиотека, софийските читалища и библиотеките им.
Културният живот в София се развива и в киносалоните, театрите, концертните и оперни зали, галериите. Залите на бившия Царски дворец се превръщат в Национална художествена галерия – най-голямата в страната.
Неизменна част от научния и културен живот на София са и нейните музеи. Наред с музеите и къщите-музеи, които изпълняват идеологически функции тук се намират: Архелогическия, Природо-научния, Националния политехнически музей, Музеят на София, Националния исторически музей и др., което допринася за съхраняване и популяризиране на историята и науката в столичния град. Населението на София продължва да расте. Това налага ускорено строителство в столицата върху част от землищата на бившите села, днес столични квартали. Липсата на перспективна планировка и осмисляне на някои градоустройствени решения, затруднява достъпа до междублоковите пространства и малките квартални улици. Индустриализацията на София и презастрояването се отразяват негативно върху зелените й площи, но тя все пак остава една от зелените столици в Европа.
С постижения, но и с някои нерешени проблеми, свързани с ремонта на уличната мрежа, с преработката на битовите отпадъци, недостигът на общински жилища и др., София в навечерието на демократичните промени в страната, остава предпочитаният град за живеене в България.
Макар да е един от най-старите градове в Европа, София е и една от младите й столици. Избрана е за адиминистративен центъра на Третата българска държава от Учредителното събрание в Търново на 3 април 1879 г. по идея на проф. Марин Дринов.
Градът тогава е 14-хилядно ориенталско селище с множество джамии. Разделен е на махали от малки къщи с дворове. Улиците са тесни, някои са задънени. Построени са без специална планировка, липсва благоустрояване.
Първите мероприятия по благоустрояването и превръщането на София в модерна европейска столица започват още при Временното руско управление. По време на една гръмотевична буря комендантът Мосолов нарежда да бъдат съборени минаретата на множество квартални джамии. През 1880 г. е направен първият регулационен план от руския архитект Копиткин. Той предвижда целият град да бъде регулиран „по американски” – с нови улици и широки булеварди.
Въодушевените от свободата наши деди продължават делото. В новата столица се стича цветът на нацията. По времето на кмета Димитър Петков София започва да придобива модерен европейски вид. За да се приложи градоустройствения план се разрушават и отчуждават много частни сгради. Оформят се днешните централни булеварди, площади и улици на града. Изграждат се и входните му порти – Орловия и Лъвовия мост. Старият водопровод е подменен с нови чугунени тръби. Градът има улично осветление с газови фенери, но много скоро , още в 1900 г. е осветен с електричество. Старият конски трамвай е заменен с електрически на 1 януари 1901 г.
Постепенно с увеличаване броя на населението, София разширява своята територия. Появяват се множество нови сгради, строени по европейски маниер от чужди и наши архитекти, дипломирани в чужбина. Построени са повече от 60 големи държавни и обществени сгради, паметници, стотици къщи. Някои от тях са станали емблематични за столицата като например Народното събрание, Държавната печатница – днес Музей на чуждестранното изкуство, Софийският университет, Българската академия на науките, Военният клуб, Халите, Централната минерална баня, Народният театър, Духовната академия, Синодалната палата, Докторският и Руският паметник, както и някои сгради като красивия хотел „Панах” и Славянска беседа, които вече не съществуват.
В периода от Освобождението до 1919 г., за по-малко от четири десетилетия градът променя коренно облика си. Променя се и битът на столичните граждани във всяко отношение – и домовете са различни, и мебелировката в тях, и дрехите на техните обитатели, и битовите им навици. София е модерен европейски град.
По късно се изграждат храм - паметника „Св. Александър Невски”, паметникът Цар освободител, Съдебната палата, Народната банка и много други, които съставляват архитектурното наследство на столичния град. Оформят се и паркове и градини, възникват ресторанти, бирарии, кафенета и сладкарници – любимо място за отмора и раздумка на столичани.
