清初，在杭州城西沿西湖一带建造“旗营”，俗称“满城”。城墙周围十里，南至今开元路，北靠法院路，东临中山中路附近，西面包括湖滨公园，并辟有六座城门，总占地1436亩，成为杭州的“城中城”（民国初年拆除）。雍正二年（1724）、嘉庆五年（1800），浙江总督李卫、巡抚阮元先后再次疏浚西湖，挖起大量葑泥，使湖水加深数尺。杭州人口有续增加。光绪九年（1883），杭州有62万余人。光绪二十一年，清政府在中日战争中失败，被迫签订《马关条约》，杭州开为日本通商商埠，拱宸桥辟为日本租界。随着资本主义势力的入侵和洋务运动的兴起，杭州的近代工业也逐渐发展起来。
中华民国元年（1912），废杭州府，合并钱塘、仁和两县为杭县，仍为省会所在地。民国3年（1914）设道制，置钱塘道，道尹驻杭县。原杭州府所辖各县归钱塘道管辖。民国16年（1927）废道制，析出杭县城区设杭州市，直属浙江省；旧属诸县直属于省。从此，杭州确立为市的建制，市区分为八个区。这时杭州已有少数近代工业，如在1897年创办的通益公纱厂（杭州第一棉纺织厂前身），规模较大；其后又陆继兴办起火柴厂、造纸厂等，传统的手工丝织行业也逐步采用机械传动。1909-1914年，沪杭、杭甬铁路相继建成；全长1453米的钱塘江大桥于1937年竣工。1945年抗日战争胜利后，无条件收回拱宸桥日租界。
从鸦片战争后的百余年间，国力不振，民生凋敝，杭州城市年久失修，工商业也困难重重，西湖的不少景点，大多残破不堪，有的已经废圮。1949年5月3日，杭州市才获得新生。
50年代以后，杭州的区域范围经历了不断变化。先是将原有的八区改名为上城区、中城区、下城区、江干区、西湖区、艮山区、拱墅区、笕桥区；其后，艮山区并入下城区，笕桥区并入江干区，中城区大部分并入上城区，小部分并入下城区。
1990年初，半山区又与拱墅区合并，成立新的拱墅区。
1996年12月12日，杭州市新设立滨江区。属县则有萧山、桐庐、余杭、临安、建德、富阳、淳安七个县（市）。
2001年3月12日，杭州市政府正式宣布，经国*院和浙江省人民政府批准，撤销萧山市和余杭市，同时设立萧山区和余杭区，与杭州市原6个区一起构成一个新杭州，调整后的杭州新市区由原来的6个区增加到8个区。