ב-1951 ראש הממשלה מוחמד מוסאדק, לאומן מיליטריסט, הכריח את הפרלמנט להלאים את תעשיית הנפט הבריטית, במצב שנודע כמשבר אבדאן. למרות לחץ בריטי, כולל אמברגו כלכלי שגרם לקשיים אמיתיים, ההלאמה המשיכה. מוסאדק הוכרח לפנות את מקומו לזמן קצר ב-1952 אך חזר תוך זמן קצר והכריח את השאה לברוח. ההנחה הייתה כי מוסאדק יכריז על רפובליקה, אך מספר ימים מאוחר יותר השאה חזר ושוב הכריח את מוסדך לפרוש ב-19 באוגוסט בעזרת תמיכה אמריקנית של ה-CIA. מוסדך נעצר ומונה ראש ממשלה חדש.
בתמורה לתמיכה אמריקנית השאה הסכים ב-1954 לאפשר לקונסורציום של חברות בריטיות (40%), אמריקאיות (40%), צרפתיות (6%), והולנדיות (14%) להפעיל את מערכות הנפט האיראניות למשך 25 השנים הבאות, כשהרווחים חולקו ביניהן, לאיראן לא הייתה שליטה במערכות הנפט ולא זכתה לרווחים. בשנות ה-50 המאוחרות ובשנות ה-60 הייתה חזרה ליציבות. ב-1957 החוק הצבאי הסתיים לאחר 16 שנה, ואיראן התקרבה למערב, כשהיא מצטרפת לברית בגדאד ומקבלת סיוע צבאי וכלכלי מארצות הברית. הממשלה האיראנית החלה בתוכנית רחבה של רפורמות למודרניזציה של המדינה, כשהחשובה שבהן היא שינוי מערכת הקרקעות המעין־פיאודלית שהייתה קיימת. אך הרפורמות לא שיפרו באופן משמעותי את התנאים הכלכליים והמדיניות הליברלית הפרו־מערבית לא מצאה חן בפני קבוצות אסלאמיות ואלו, בסיוע אנשי דת החלו להתנגד למשטר.
מאמצע שנות ה-60 המצב נעשה פחות ופחות יציב, עם עלייתם של קבוצות כמו המוג'הדין-א-חלק (MEK). ב-1961, איראן החלה בסדרה של רפורמות כלכליות, חברתיות ואדמיניסטרטיביות שנודעה כמהפכה הלבנה של השאה. גרעינה של התוכנית הזו היה רפורמה קרקעית. מודרניזציה וגידול כלכלי התקדמו בשיעורי שיא, כשהם נתמכים בידי מאגרי הנפט העצומים של איראן, השלישיים בגודלם בעולם.
הנשיא חסן עלי מנצור נרצח ב-1965 וכוחות ביטחון הפנים של השאה, הסאוואכ, נעשו פעילים הרבה יותר. מוערך, כי בערך 13,000 אנשים אשר נחשדו כמתנגדי השאה נהרגו על ידי סאוואכ בתקופה זו, ושאלפים נוספים נעצרו ועונו. אנשי הדת האסלאמיים, כשבראשם האייתוללה רוחאללה ח'ומייני (שהוגלה ב-1964), נעשו קולניים יותר ויותר.
גם ביחסים הבינלאומיים של איראן חלה נפילה משמעותית, בעיקר הודות למחלוקת על השליטה במפרץ שט אל-ערב, שהסכם מ-1937 העניק לעיראק. לאחר מספר עימותים באפריל 1969, איראן ביטלה את החוזה מ-1937, ודרשה משא ומתן מחודש. איראן הגדילה מאוד את תקציב הביטחון שלה, ובתחילת שנות ה-70 היא הייתה הכוח הצבאי החזק באזור. בנובמבר 1971, כוחות איראניים תפסו שלושה איים במוצא המפרץ הפרסי, בתגובה לגירוש של אלפי איראנים על ידי עיראק.
באמצע 1973, השאה השיב את תעשיית הנפט לשליטה לאומית. לאחר מלחמת יום הכיפורים באוקטובר 1973, איראן לא הצטרפה לאמברגו הנפט הערבי נגד המערב וישראל. במקום זה היא השתמשה במצב על מנת להעלות את מחיר הנפט, והשתמשה בכסף לקדם את הרפורמות שהחל השאה.
בתחילת שנות ה-70, ארגון מוג'הדין-א-חלק רצח אנשי צבא אמריקאים ואזרחים אמריקאים שהיו מעורבים בחוזים צבאיים, על מנת להחליש את המשטר ולהסיר את ההשפעה הזרה.
מחלוקת גבולות בין איראן לעיראק יושבה על ידי חתימה על הסכם אלג'יר, ב-6 במרץ 1975, אולם השיפורים הכלכליים עזרו רק לחלק קטן מהאוכלוסייה, ואף גרמו לניכור של רוב האוכלוסייה, דבר שהביא בסופו של דבר למחאה דתית רחבה בשנות ה-70 המאוחרות. הייתה התנגדות דתית ופוליטית רחבה לשלטונו של השאה ולתוכניותיו – ובמיוחד לסאוואכ, שירות הביטחון והמודיעין. משטר צבאי הוכרז בספטמבר 1978 בכל הערים המרכזיות אך השאה הכיר בהצטמצמות בסיס כוחו וברח מאיראן ב-16 בינואר 1979.
המהפכה האסלאמית.
לאחר תקופה של תחרות פנימית על עתידה של איראן, ניצחה קואליציה שהובלה על ידי האייתולה ח'ומייני שתמך באיראן כמדינה תיאוקרטית. ב-1 בפברואר 1979, חומייני חזר מצרפת (לאחר 15 שנים בצרפת, טורקיה, ועיראק) וחולל במדינה מהפכה אשר הביא להפלת שלטון השאה ב-11 בפברואר ומינויו של ח'ומייני למנהיג העליון באיראן.
הממשלה החדשה הייתה שמרנית ביותר. היא הלאימה את התעשייה והשיבה את המסורות האסלאמיות בתרבות ובחוק. ההשפעה המערבית נאסרה, והאליטה הפרו־מערבית מיהרה להצטרף לשאה הגולה. היו מאבקים בין הפלגים הדתיים השונים, ודיכוי חריף נעשה דבר שבשגרה.
הרפובליקה האסלאמית.
כשהם נתמכים בידי מוג'הדין-א-חלק, סטודנטים איראניים מיליטנטיים תפסו את השגרירות האמריקאית בטהראן ב-4 בנובמבר 1979, וכך החל משבר בני הערובה באיראן. ממשל קרטר ניתק קשרים דיפלומטיים והטיל סנקציות על איראן ב-7 באפריל 1980. מאוחר יותר באותו חודש ניסה לחלץ את אנשי השגרירות, אולם משימת קומנדו לשחרור החטופים בוטלה ב-25 באפריל לאחר שבעיות מכניות קרקעו מסוקי הצלה ושמונה חיילים אמריקאים נהרגו בהתנגשות אווירית. ב-24 במאי בית המשפט הבינלאומי קרא לשחרורם של החטופים. לבסוף, החטופים שוחררו ביום הראשון לכהונתו של רונלד רייגן ב-20 בינואר 1981.
ב-22 בספטמבר 1980 עיראק פלשה לאיראן ופרצה מלחמת איראן–עיראק. ארצות הברית מכרה באותה תקופה נשק לאיראנים כחלק מפרשת איראן-קונטראס. באותו זמן, ארצות הברית סיפקה לעיראקים נשק וטכנולוגיה על מנת להשיג שוויון במלחמה. איראן הסכימה לבסוף להחלטה 598 של האו"ם ב-1988, וסיימה את המלחמה. במהלך המלחמה נהרגו כ-1.5 מיליון איש.
ביוני 1981 המוג'הדין-א-חלק פוצץ את המשרדים הראשיים של מפלגת הרפובליקה האסלאמית ואת משרד הנשיא, והרג 70 פקידים איראניים בכירים, כולל האייתוללה מוחמד בהשתי (שופט עליון ושני לח'ומייני), מוחמד עלי רג'אי (נשיא), ומוחמד ג'באד בהונאר (ראש ממשלה).
לאחר מותו של האייתוללה חומייני ב-3 ביוני 1989, מועצת המומחים – גוף נבחר של אנשי דת – בחרו את הנשיא היוצא של הרפובליקה, עלי ח'אמנאי, ליורשו כמנהיג דתי לאומי, והמעבר נעשה באופן חלק. באוגוסט 1989, אכבר האשמי רפסנג'אני, יו"ר המג'לס (הפרלמנט האיראני), נבחר לנשיא ברוב מוחץ.
בזמן מלחמת המפרץ (1991), המדינה הייתה נייטרלית יחסית, כשהיא מגבילה את פעילותה לגינוי של ארצות הברית ואיפשרה לכלי טיס ופליטים עיראקיים להיכנס למדינה.
הנשיא ראפסנג'ני נבחר שוב ב-1993 ברוב צנוע יותר; משקיפים מערביים מסוימים חושבים, כי שיעור הבוחרים הנמוך יחסית היה תגובה למצב הכלכלי הגרוע. ראפסנג'ני הוחלף ב-1997 על ידי מוחמד חתאמי, שנחשב למתון יחסית. דבר זה הוביל את המדינה לקרע מסוכן בין הממשלה ששואפת לרפורמה וליברליזציה מתונה, לבין אנשי הדת שהם עדיין שמרניים מאוד. קרע זה הגיע לשיא ביולי 1999, כאשר מחאות מסיביות נגד הממשלה פרצו ברחובות טהראן. ההתפרעויות נמשכו מעל לשבוע, לפני שהמשטרה וכוחות פרו־ממשלתיים הצליחו לפזר את ההמונים. חתאמי נבחר שוב ביוני 2001, אך הניסיונות שלו לרפורמה נחסמו פעם אחר פעם בידי מועצת השומרים הדתית. ב-2005 נבחר לנשיאות מחמוד אחמדינז'אד, לאחר שניצח בסיבוב השני את רפסנג'אני. מאז היבחרו התבטא בקיצוניות רבה, ובין השאר קרא להשמדת ישראל והביע ספק בהתרחשות השואה.
בשנת 2006 פתחו נשים מתנועת זכויות האישה באיראן במיזם מיליון החתימות במטרה לאסוף מיליון חתימות תמיכה בשינוי חוקי האפליה המונהגים במדינתם. הפעילים המרכזיים במיזם הותקפו ונכלאו, ובעקבות כך הוארך יעד איסוף החתימות. המיזם זכה להכרה בינלאומית רחבה, והמיזם ופעיליו זכו בפרסים על ידי כתבי-עת בולטים, ארגוני זכויות אדם, וארגונים פרו-דמוקרטיים.
הגרעין האיראני במוקד הדיפלומטיה העולמית.
בתחילת המאה ה-21 החלו לחצים דיפלומטיים על איראן, בעיקר במטרה להניע אותה מפיתוח נשק גרעיני. בשנת 2008 הטיל האו"ם סנקציות על איראן במתכונת מרוככות.
בבחירות לנשיאות של שנת 2009 נבחר בשנית מחמוד אחמדינז'אד, שניצח את יריבו מיר-חוסיין מוסאווי, באופן שרבים ממתנגדי אחמדינזא'ד חשדו שקשור לזיוף תוצאות הבחירות. על רקע ניצחונו המוטל בספק, פרצה באיראן לאחר הבחירות תנועת המהפכה הירוקה, והוקמה תנועת האופוזיציה הקשורה אליה, הדרך הירוקה לתקווה.
לאורך המחצית הראשונה של העשור השני של המאה ה-21, הוגברו הסקציות בהדרגה. בשנת 2012 חתם נשיא ארצות הברית, ברק אובמה, על סנקציות נגד בנקים שסוחרים עם איראן או נמצאים בקשרים עסקיים עם הבנק המרכזי של איראן. במקביל הודיע האיחוד האירופי על הטלת סנקציות קשות על איראן: במסגרת החרם לא ייחתמו חוזים חדשים עם איראן לייבוא נפט ל-27 מדינות האיחוד האירופי, והמדינות גם יפסיקו לרכוש מוצרים פטרוכימיים מאיראן. בנוסף, יוקפאו נכסים של הבנק המרכזי של איראן. לאחר שנודע על הטלת הסנקציות צנח המטבע של איראן בצורה חדה. חודש לאחר מכן חתם נשיא ארצות הברית ברק אובמה על צו המורה להקפיא את כל נכסי ממשלת איראן המוחזקים בארצות הברית, בהם נכסי הבנק המרכזי של איראן.
בהמשך 2012 ניתקה גם האגודה העולמית לתקשורת פיננסית בין בנקאית את קשריה עם כל הבנקים האיראניים, ומחלקת האוצר של ארצות הברית הטילה עיצומים על חברות ואישים הקשורים למשמרות המהפכה האסלאמית. ב-31 ביולי 2012 הודיע אובמה על הוספת סנקציות נגד בנקים בסין ובעיראק החשודים בסיוע לאיראן לעקיפת הסנקציות הכלכליות הבינלאומיות שהוטלו עליה.
ב-15 באוקטובר 2012 הגביר האיחוד האירופי את הסנקציות על איראן, והטיל איסור גורף על העברות פיננסיות לאיראן, מלבד כאלו המיועדות לרכישת מזון ותרופות ולסיוע הומניטרי.