בשנת תרמ"ו (1885/1886) חזרו רוב המתיישבים לפתח תקווה. במושבה שנבנתה מחדש הבניינים נבנו ביתר יסודיות: מאבני כורכר מסותתות וגגות רעפים. למרות איסור השלטונות הטורקיים על היהודים לבנות בתים מחוץ לערים, הערימו החלוצים על השלטונות, אך אלה ניסו להרוס את הבניינים. הודות להתערבות הקונסול הגרמני וגורמים אחרים, ניצלו הבניינים הקיימים מהרס, אך הבנייה נפסקה.
הבתים הראשונים.
בתרמ"ז (1887) בנה הרב אריה ליב פרומקין את הבית הראשון במושבה מאבני כורכר. את המרפסות בנה מעץ ואת החצר הקיף בחומה. בעקבותיו בנה זרח ברנט בניין אבן, ודוד גוטמן בנה בניין איתן. שאר הבניינים – של יהושע שטמפפר ויואל משה סלומון – נבנו בשיטה הבגדדית, היינו: שלד מעץ ממולא טיט ופירורי אבן מבחוץ מצופה לוחות עץ, ובפנים טיח, חימר וקש. הגגות מרעפי מרסיי. הרפתות נבנו מלבני טיט עם קש. סיבת הבנייה מחומרי גלם אלה היא מחסור במחצבות אבן בסביבה הקרובה ועלות גבוהה של הובלה ממחצבות רחוקות. אנשי פתח־תקווה, שרובם היו אנשי עמל, בחרו להסתפק בבניינים ארעיים שאינם עולים הרבה ובניינם אינו נמשך זמן רב.
שומרי המושבה בראשיתה.
זרח ברנט, ממייסדי פתח־תקווה מספר על ההתנפלות הראשונה המאורגנת על מושבה יהודית, שהייתה ב-1 במרץ 1886. תושבי המושבה לא היו מוכנים שערביי היישובים השכנים יבואו למושבה ועוד מעט "יהיו בתיה לבז ובניה להרג ולמשיסה". המושבה החליטה כי היא זקוקה לשומרים נאמנים. בתולדות פתח־תקווה רשומים שישה שומרים, כאשר האחרון שבהם היה אברהם שפירא. הם הביאו ביטחון למושבה ונתנו דוגמה לשאר המושבות כיצד להגן על עצמן, בתיהן ושדותיהן.
תכנון המושבה.
התכנון הראשוני של המושבה היה מבוסס על השיטה לפיה תוכננה בניית מושבות הצ'רקסים בגליל. שתי שורות של בתים, שהיוו חומה כלפי חוץ. כאשר המשקים בפנים החומה ובמרכז בניני הציבור.
אשר לחלוקת המגרשים, פה הייתה מקובלת שיטתו של המודד חיים משה סלור. הוא חילק את הקרקע לעשרה חלקים שווים, כמספר שבטי ישראל (בלי אפרים ומנשה). כל חלק כזה חילק שוב לעשר חלקות ובסה"כ – 100 חלקות. כל המגרשים היו בעלי חזית שווה. כך נתקבלו חזיתות צרות ברוחב 5–15 מ' ומיגרש מלבני ארוך. בתוך המגרש פנימה צופפו כל המבנים הדרושים למשק החקלאי: דיור, רפת, מזווה, מחסן לכלי עבודה ולול. סלור, שמעולם לא למד הנדסה או תכנון, תכנן כך את המושבה החקלאית הראשונה בארץ־ישראל.
רחובה הראשון של פתח-תקוה היה רחוב חובבי-ציון והשני רחוב פינסקר. במפת המושבה מ-1892 מסומנים הרחובות: רוטשילד, נחלת צבי, מונטיפיורי, ברון הירש, גוטמן ושטמפפר.
שיקום המושבה נעשה בכספי חובבי ציון שחולקו בין המתיישבים על ידי נציג חובבי ציון היפואי אברהם מויאל ולכן שני רחובותיה הראשונים של המושבה נקראו "חובבי ציון" ו"פינסקר" (על שם מנהיג חובבי ציון פינסקר, הוא שהחליט על התמיכה הכספית למתפנים מיהוד ולכן זכה ברחוב על שמו). סביב מרכז היישוב נבנו בתי מרבית המייסדים.
עד שנת 1934 היו בפתח-תקוה 11 רחובות. שמות הרחובות אושרו. ב-1935 נוספו ארבעה רחובות נוספים. וב-1937 עם הפיכת פתח-תקוה לעיר, אושרו עוד 14 רחובות. ב-1948 היו בעיר 47 רחובות.
הברון רוטשילד.
בשנת 1887 ביקר הברון רוטשילד בפתח־תקווה והסכים לקחת את המושבה תחת חסותו. 28 משפחות הסכימו לעבור לחסותו של הברון. הם מסרו לו את נחלותיהם ונכנסו לעבוד במשק הכללי של פקידות הברון תוך קבלת משכורת קבועה. הברון תרם לייבוש הביצות ולנטיעת עצי אקליפטוס וגידולים חקלאיים שונים. הברון סיפק לאיכרים סוסים וכלים חקלאיים. שאר המשפחות לא הסכימו לעבור לחסות הברון והמשיכו לקבל תמיכה מסוימת מחובבי ציון.
לאות הוקרה לתרומתו של הברון למושבה, הוקמה בשנת 1947 אנדרטה בצורת שער המכונה שער הברון בכניסה המערבית לפתח־תקווה.
הגעת הפועלים לפתח־תקווה.
המושבה פתח־תקווה הייתה אבן שואבת לאנשי העלייה השנייה – פועלים בעיקר. האיכרים נעזרו בפועלים לצורך עיבוד השדות והמטעים, ביניהם ההדרים אשר באותה עת החלו לטעת במושבה, אבל העדיפו פועלים ערביים. המצב הביא למאבק על כיבוש העבודה, והחל משנת 1905 הגיעו למושבה למעלה ממאה איש, שעבורם העבודה לא הייתה רק אמצעי פרנסה אלא דרך להגשמת האידאולוגיה הציונית. בנוסף, היו התנגשויות עם איכרי המושבה שומרי המסורת, שכן רוב הפועלים לא נהגו בהתאם.
בפורים תרס"ה (1905) הוקמה אגודת הפועלים שנקראה הפועל הצעיר. השם ניתן על ידי זלמן גיסין, מאיכרי פתח־תקווה, שהיה בין המייסדים. תוכנית האגודה נתבססה על כיבוש מקצועות העבודה "העלאת מצבו הטבעי והתרבותי של הפועל העברי בארץ־ישראל", ייסוד קופות מילווה, מטבחי פועלים, חנויות קואופרטיביות, חוות התיישבות וכן הפצת הלשון והתרבות העברית.
בשנת תרע"א (1911) נפתח בפתח־תקווה מועדון הפועלים הראשון בארץ. בנשף הפתיחה השתתפו רבים מצעירי המושבה. המועדון היה למרכז הרוחני של ציבור הפועלים, אך גם האיכרים בני המושבה ביקרו בו (מבנה מועדון הפועלים עמד שנים במקום בו עומד היום בית ההסתדרות, ברחוב ההסתדרות).
בתרע"א (1911) התקיימה בפתח־תקווה הוועידה השנייה של "פועלי יהודה", בה הונח יסוד לקופת חולים. באותה שנה נפתח חדר־חולים לעולים מתימן, שעלו ארצה שנה קודם לכן והתחלואה הרבה הפילה בהם חללים רבים. שנתיים אחר־כך, בתרע"ג, הושלם בניין השכונה הראשונה בארץ לעולי תימן – זוהי "מחנה יהודה", אחת השכונות הוותיקות בפתח־תקווה.
בתרע"א (1911) הוקמה חברת ההשקאה "פלשתינה", מפעל שאיבה מרכזי שספק מים לפרדסים שבסביבת המושבה. בית המשאבה מבטון ניצב על גדות הירקון, סמוך לכפר הבפטיסטים. חברת השקיה נוספת הקים עקיבא ליברכט.
מלחמת העולם הראשונה.
שנים אלה היו קשות לפתח־תקווה. לא רק שהיו קשיים בייצור החקלאי: משבר כלכלי קשה בהיעדר יכולת לייצא לאירופה את היבול, מכת ארבה שניחתה על השדות, גזירות של השלטון הטורקי ורדיפה של עסקני הציבור, אלא שתושבי המושבה התבקשו לקלוט את פליטי תל אביב ויפו שגורשו מבתיהם.
פרעות תרפ"א.
בחודש מאי 1921 החלו פרעות ביהודי יפו, בהן נרצח בין היתר הסופר יוסף חיים ברנר. ימים אחדים לאחר מכן (ב־5 במאי), תקפו ערביי הכפרים יהודייה, פג'ה, ראס אל־עין ואחרים את המושבה. על הגנתה הופקדו אברהם שפירא וסגנו אבשלום גיסין. בוועד הביטחון היה גם עקיבא ליברכט.
בפרעות נהרגו ארבעה מתושבי פתח־תקווה ובהם גיסין ו, על שמם רחובות מרכזיים בפתח־תקווה של היום. לזכרם הוקמה אנדרטה הנמצאת ליד בניין העירייה. אנדרטה נוספת לזכרם ממוקמת בגן הסמוך לבית "יד לבנים".
מועצה מקומית.
לאחר הפרעות ועקב התרחבותה של המושבה בעקבות העלייה, קיבלה פתח־תקווה מהשלטון הבריטי מעמד של מועצה מקומית ב־1921. בשנת 1926 הוקמה בפתח־תקווה קבוצת מנורה בהנהגת גרשון שץ, שהיוותה את ההתארגנות הראשונה של תנועת בית"ר בארץ ישראל.
בשנת 1922 נפתחה תחנת הרכבת הראשונה בפתח־תקווה.
בשנת 1934 ביקשה הסוכנות היהודית שפתח־תקווה תהיה לעיר, אך ההצעה נתקלה בהתנגדות נציגי חקלאי פתח־תקווה מהגוש האזרחי, ובראשם משה סמילנסקי, נשיא התאחדות האיכרים, אשר חששו שההפיכה לעיר תסכן את פתח־תקווה ואת כלל המושבות. מנגד, חמשת נציגי הפועלים, שלמה יצחק שטמפפר ונציג החרדים מונק תמכו בהחלטה, אך הם נותרו במיעוט. בסופו של דבר, קיבלה פתח־תקווה מעמד של עיר ב־1937, כשלוש שנים לאחר תל אביב, ובכך הייתה ליישוב העברי השני שקיבל מעמד זה. ראש העירייה הראשון היה שלמה שטמפפר, בנו של מייסד המושבה.
לפתח־תקווה מקום חשוב בהיסטוריה של התפתחות היישוב היהודי, בשמשה מקום מעבר לעולים, במיוחד אלה בני העלייה השנייה, שהגיעו אליה וממנה התפזרו לכל רחבי הארץ. אנשי תנועת העבודה ראו בפתח־תקווה את מרכזם, ובה נוסדו תנועות "הפועל הצעיר" ו"אחדות העבודה". במלחמת העצמאות סבלה פתח־תקווה מהתקפותיהם של פורעים ערבים מכפר קאסם והשומרון.
אחרי המלחמה סופחו לעיר אדמות הכפר פג'ה. חלק מתושבי הכפר עזבוהו בגלל התקפת האצ"ל ב־17 בפברואר, והיתר עזבו לאחר שההגנה הוציאה להם צו גירוש, במאי 1948. בתיו נמחו ביוני אותה שנה על ידי הקרן הקיימת לישראל, בהמלצת יוסף ויץ, ולאחר שאדמותיו הוכרזו נכסי נפקדים, סופחו לעיר.
לאחר קום המדינה.
אחרי קום המדינה התפתחה העיר במהירות שיא, בעיקר בשל סיפוחן של שכונות שצורפו לתחום השיפוט שלה (קריית מטלון, כפר אברהם ושטחי קיבוץ גבעת השלושה לאחר שעבר למיקום חדש), ובשל בניית שכונות חדשות על אדמות שצורפו לשטח העיר (כמו מעברת עמישב וקרית אלון). כמו כן סופחו אליה אזורי התעשייה קריית אריה וסגולה ורמת סיב. אוכלוסיית העיר הוכפלה מ-23,000 תושבים ב-1951 ל-50,000 ב-1956. בשנות ה-60 של המאה ה-20 העיר התפתחה במהירות והפכה לעיר תעשייה ולכרך גדול, לא אחת על חשבון השטחים הפתוחים והפרדסים ההיסטוריים, שהיו בתחום העיר, ונעקרו כולם במשך השנים, למעט רצועת הפרדסים סביב בית העלמין ירקון שרדה ועל פי התכנון תהפוך לפארק מטרופוליני שימשך לאורכו של הירקון.
בשנת 1962 אוחדה השכונה המושבה כפר גנים עם העיר
ב־1971 נורו על העיר רקטות קטיושה מאזור דיר בלוט, וגרמו להרג ארבע אזרחיות.
בשנת 1984, לאחר בחירתו לקדנציה שנייה כראש העיר, החליט ראש העיר, דב תבורי, לפתוח את קולנוע היכל בשבת. הדבר הביא לעימות בין דתיים לחילוניים בפתח־תקווה ולהפגנות רבות מאוד של הציבור הדתי, בהנהגת רב העיר, הרב ברוך שמעון סלומון, נגד פתיחת בשבת, במשך כשנתיים.
במהלך שנות ה־90 של המאה ה־20 התיישבו בעיר קרוב ל־40,000 עולים חדשים ממדינות ברית המועצות