ארץ ישראל בכלל וחיפה בפרט היוו בסיס חשוב לפעילותם של הכוחות המזוינים של בריטניה בזירה המזרחית של הים התיכון. חשיבותה של העיר גברה משמעותית עם כיבוש צרפת, שהביא לשליטת צרפת של וישי על סוריה ועל לבנון, ולאחר פתיחת המערכה בצפון אפריקה, שבקיץ 1942 דחקה את הבריטים לעומק מצרים והפכה את חיפה לבסיס העיקרי של הצי המלכותי הבריטי במזרח הים התיכון. מדינות הציר ראו בבתי הזיקוק של חיפה, בצינור הנפט כירכוכ-חיפה ובנמל יעדים אסטרטגיים חשובים וחיפה הופצצה מהאוויר 10 פעמים. ארבע פעמים על ידי חיל האוויר המלכותי האיטלקי (Regia Aeronautica; ב-1940), ארבע פעמים על ידי הלופטוואפה ופעמיים על ידי חיל האוויר הצרפתי. חיפה הייתה העיר הארץ-ישראלית שהופצצה מספר הפעמים הרב ביותר במלחמה, אך רוב ההרוגים בהפצצות על ארץ ישראל היו דווקא בהפצצת חיל האוויר האיטלקי על תל אביב. בסך הכל גבו ההפצצות בחיפה את חייהם של כ-88 אנשים ופצעו כ-181 אנשים.
במהלך אוגוסט 1942 ערכו הגרמנים שורת גיחות צילום מעל חיפה במסגרת הסיוע למבצע מיוחד של הצי המלכותי האיטלקי נגד אוניות בריטיות בנמל. על פי התכנון הצוללת שירה (Scire) הייתה אמורה להביא כוח של מספר צוללים לקרבת הנמל שיחדרו פנימה ויצמידו מטעני נפץ לאוניות הבריטיות. במסגרת ההכנות למבצע טסו ב-7 וב-9 באוגוסט מטוסי צילום גרמניים מעל נמל חיפה. תוצאות פענוח התצלומים שודרו אל הצוללת, אשר אמורה הייתה לשלח את הצוללים בליל 13 באוגוסט. היות שהקשר עם הצוללת ניתק, שלחו האיטלקים בבוקר 15 בחודש מטוס תצפית לאזור חיפה, אולם המטוס חזר ללא תוצאות. כתוצאה מכך, לקראת ערב ביקשו האיטלקים מגיס האוויר ה-10 לבצע גיחת צילום מעל חיפה, כדי לראות האם הנמל הותקף. למחרת ניסה לפחות מטוס אחד לצלם את הנמל אך נתקל בהתנגדות בריטית ונאלץ לחזור לבסיסו ללא תוצאות. למחרת, מוקדם בבוקר, יצא מטוס נוסף מכרתים לכיוון חיפה. הפעם הצליח הצוות לצלם את העיר מגובה 9,000 מטר. התצלומים הועברו לבסיס הצי האיטלקי ברודוס ושם נמצא כי הנמל לא הותקף. לבסוף התברר כי הצוללת הוטבעה במרחק של כ-11 ק"מ מהנמל על ידי ספינת משמר בריטית כבר ב-10 באוגוסט. לאחר שהתגלתה, היא הותקפה בפצצות עומק שהשליכה אה"מ איילה ונפגעה, דבר שחייב אותה לעלות לפני הים. לאחר שהגיחה ה"שירה" החוצה הסתערה עליה הספינה הבריטית והטביעה אותה, על כל 53 אנשיה.
היישוב היהודי, שחשש מהתקדמות צבא גרמניה הנאצית בצפון אפריקה בפיקודו של ארווין רומל, הגה את "תוכנית הכרמל" (שכונתה גם "תוכנית חיפה", "תוכנית הצפון" או "מצדה בכרמל") לריכוז היישוב היהודי בארץ באזור חיפה ועל הכרמל ולהתגונן מפני הכוחות הגרמניים.
בתקופה זו גירש השלטון הבריטי את תושביה הטמפלרים של העיר מבתיהם, והם הועברו לבית לחם הגלילית שם הוחזקו במעצר עד שהועברו לגרמניה.
בתחילת 1943 התכנסו חבריה הערבים של מועצת העיר ותבעו את הדחת שבתי לוי מראשות העירייה, בטענה כי תפיסת משרה כזו על ידי יהודי מהווה פגיעה בערביותן של חיפה ושל הארץ, אולם הממשלה לא נכנעה ללחצים הללו.
מלחמת העצמאות.
ערב קום המדינה בשנת 1948, התגוררו בחיפה לבדה כ-80,000 יהודים. היהודים ישבו בעיקר בשכונות החדשות – "הדר הכרמל", "אחוזה", "נווה שאנן" ו"כרמל מערבי".
ערב מלחמת העצמאות הייתה בחיפה אוכלוסייה של כ-70,000 ערבים. ערביי חיפה ישבו ברובם בעיר התחתית – בשכונות "חליסה", "ואדי סאליב" ו"ואדי ניסנאס".
בדצמבר 1947, לאחר החלטת החלוקה ועם תחילתן של פעולות האיבה בין שכונות יהודיות וערביות, החלה יציאת הערבים מהעיר. יציאה זו התגברה בהדרגה במהלך החודשים הבאים, בזמן שהמנהל המנדטורי התכונן להתפנותו מארץ ישראל. ראשוני העוזבים היו העשירים והמשכילים בני המעמד הבינוני. בריחת אנשי המקצוע, הסוחרים, הפקידים ואנשי העסקים השפיעה על המורל של כלל האוכלוסייה הערבית בעיר. חיפה הערבית נותקה על ידי היישובים היהודיים שלאורך דרכי הגישה לעיר. עסקים נסגרו, עובדים ערבים לא יכלו להגיע למקומות עבודתם באזורים היהודיים והאבטלה גאתה. עד התקפת ה"הגנה" על האזורים הערביים בין ה-21 ל-22 באפריל, אלפי ערבים כבר עזבו את העיר. עם התמוטטותה של המיליציה הערבית בעיר, אלפי ערבים מהשכונות הערביות המרוחקות ברחו אל אזור הנמל שהיה בשליטת הבריטים. הם הועמסו על סירות ופונו לעכו. המנהיגים הערבים שנותרו בעיר ביקשו הפסקת אש וה"הגנה" הסכימה, אולם המנהיגים הערבים, נוצרים ברובם, חזרו בהם בלחץ מוסלמי: הפסקת אש התפרשה ככניעה והסכמה לחיים תחת שלטון יהודי וכך ב-22 באפריל הודיעה המשלחת הערבית בבית העירייה כי הקהילה הערבית תתפנה מן העיר. ראש העיר היהודי שבתי לוי, והמפקד הבריטי יו סטוקוול, ביקשו מההנהגה הערבית לשקול מחדש את עמדתה, אולם זו נותרה איתנה בה. היציאה ההמונית הואצה כאשר הבריטים סיפקו משוריינים לליווי שיירות היוצאים וספינות שהוציאו אותם מהעיר, ועד 1 במאי 1948 עזבה כמעט כל האוכלוסייה הערבית. בימים אלה סרקו חיילי ההגנה ואצ"ל את העיר התחתית. בעקבות החיפושים בבתים, מעצרים ופינויים זמניים בקרב האוכלוסייה שנותרה, החליטו רבים נוספים להתפנות מהעיר, עד שבתחילת מאי נותרו בעיר בין 3,000 ל-4,000 ערבים בלבד.
דוד בן-גוריון סייר בשכונות הערביות הנטושות וב-1 במאי 1948 כתב ביומנו: "מחזה מחריד ופנטסטי. עיר מתה. עיר-פגר. כיצד עזבו עשרות אלפי אנשים בבהלה כזו - ללא סיבה מספקת - את עירם, בתיהם ועשרם? מה גרם למנוסה זו? האם רק פקודה מגבוה?.. האמנם פחד?".
בעת העלייה ההמונית לאחר קום מדינת ישראל, התיישבו עולים יהודים ברכוש הנטוש.
שלטון המנדט הסתיים אמנם ב-14 במאי 1948, אך האוניות הבריטיות האחרונות עזבו את נמל חיפה רק ב-30 ביוני 1948 – היה זה המקום האחרון בארץ ישראל שנעזב על ידי הבריטים.
מדינת ישראל.
בשנת 1949 התקבלה החלטת ממשלה על "תוכנית שקמונה", שבמסגרתה נהרס חלק מן העיר התחתית. חיפה התרחבה באוכלוסייתה ובשטחה עם העלייה ההמונית של תחילת שנות ה-50. לאורך השנים היא שמרה על מעמדה כעיר השלישית בגודלה בישראל. בשנת 1952 גרו בעיר כ-150,000 תושבים.
בשנת 1959 פרצו בעיר התחתית מהומות שכונו בעיתונות מהומות ואדי סאליב. עולים ממרוקו ששוכנו בשכונת ואדי סאליב, שנודעה כשכונת מצוקה, התרעמו על כך שעולים אשכנזים זוכים ליחס מועדף לכאורה לעומת העולים המזרחים. המהומות בוואדי סאליב הפכו לימים לסמל של השסע העדתי בחברה הישראלית.
ראש העיר אבא חושי פעל לפתח את העיר ולהקים בה מוסדות תרבות והשכלה ובהם אוניברסיטת חיפה והתיאטרון העירוני.
ב-1959 גם נחנכה הכרמלית – הרכבת התחתית של חיפה (היחידה בישראל, והקצרה ביותר בעולם). הכרמלית נעה בקו יחיד בין שש תחנות ומקשרת בין העיר התחתית למרכז הכרמל דרך הדר הכרמל. הכרמלית פעלה ברציפות עד אמצע שנות ה-80, אז פסקה פעילותה עקב הדעיכה ההדרגתית של ציבור הנוסעים, שהעתיקו את מגוריהם לשכונות אחרות בחיפה ולא הסתפקו עוד בקו היחיד של הכרמלית. למרות חוסר הכדאיות הכלכלית, חידשה הכרמלית את פעילותה ב-1992 במעמד ראש הממשלה יצחק רבין. הכרמלית פועלת גם כיום ועיקר מימונה אינו מתשלום כרטיסי הנסיעה, אלא מתקציב עיריית חיפה.
ב-1963 הוקמה שלוחה אקדמית בחיפה בחסות משותפת של האוניברסיטה העברית בירושלים ועיריית חיפה. בשנת 1972 זכתה השלוחה להכרה כאוניברסיטת חיפה, והושלם הקמפוס בדרום הכרמל שבמרכזו מגדל אשכול, שהיה במשך עשרות שנים המגדל הגבוה ביותר בעיר.
בשנת 1974 נחנך מרכז התחבורה בשכונת בת גלים – ובו תחנת הרכבת חיפה בת גלים ותחנת האוטובוסים המרכזית של העיר. מרכז התחבורה בבת גלים היה הגדול והעיקרי בחיפה עד תחילת שנות האלפיים, אז נחנכו שני מסופי תחבורה דומים בפאתי העיר – תחנת הרכבת חוף הכרמל ומרכזית חוף הכרמל בדרום-מערב העיר ותחנת הרכבת מרכזית המפרץ ומרכזית המפרץ בצפון-מזרח העיר.
בשנות ה-90, שנות כהונתו של עמרם מצנע כראש העירייה, נבנו שלושה מרכזי קניות גדולים – קניון לב המפרץ, קניון חיפה, וה"גרנד קניון". בנוסף, הוקמו הטראסות של גני המרכז הבהאי העולמי וחודשה המושבה הגרמנית. שני אלה מהווים כיום מרכז תיירותי. העלייה הגדולה מחבר המדינות בשנים אלה הביאה לגידול משמעותי באוכלוסיית העיר ובשטח הבנוי שלה.
בשנת 1991, במהלך מלחמת המפרץ הראשונה, נורו לעבר חיפה מספר טילי סקאד מעיראק.
במהלך האינתיפאדה השנייה אירעו בחיפה ארבעה פיגועים גדולים שבהם נהרגו עשרות בני אדם – הפיגוע בקו 16 בשכונת חליסה (דצמבר 2001), הפיגוע במסעדת "מצה" (במרץ 2002), הפיגוע בקו 37 בשדרות מוריה שבכרמל (מרץ 2003) והפיגוע במסעדת מקסים (אוקטובר 2003).
במהלך מלחמת לבנון השנייה הופגזו חיפה ויישובי הצפון במטחי קטיושות שגרמו לנזק רב ולנפגעים בנפש. עבור חיפה, הייתה זו הפעם הראשונה מאז מלחמת העצמאות שבה הופגזה העיר באופן מאסיבי. הפעילות העסקית בעיר צומצמה למשך כל תקופת המלחמה, וחלק מתושבי העיר מצאו מקלט ביישובים אחרים במרכז ובדרום הארץ.
ב-2006 עקב תחילת חפירות מנהרות הכרמל, החלה בחיפה תופעת חזירי הבר, מאז מסתובבים חזירי בר בחופשיות בשכונות חיפה לאחר שהתמעטו השטחים הפתוחים בהם נכחו.
ב-2010 נפתחו המנהרות הארוכות בישראל מנהרות הכרמל.
ב-2016 פרצה בעיר שרפה גדולה כחלק מגל השרפות בישראל (2016), בעקבות השריפה פונו כ-80,000 איש מבתיהם ונפצעו 165 איש (אחת מהם באורח בינוני).
בשנת 2022 נפתחה בחיפה הרכבלית, הרכבל הראשון בישראל שמהווה ככלי תחבורה ולא רק לצורכי תיירות.
באותה השנה השתרע השטח המוניציפלי של העיר על פני 65 קמ"ר והתגוררו בה כ-282,800 תושבים.
לוקיוס ליקיניוס לוקולוס