ב-1900 כפו השלטונות על הקהילה מינוי "רב מטעם". לפי החוק הרוסי הייתה חייבת כל קהילה גדולה להחזיק רב מטעם הממשלה, בווילנה כיהן זמן רב יהודה ליב קנטור כרב מטעם, הוא הסתדר היטב עם רבני הקהילה. כעת עמדה משרת הרבנות פנויה, השלטונות דרשו לאייש אותה והחוגים החילוניים בעיר ראו בהוראה זו הזדמנות פוליטית וניסו לקדם את הרב ד"ר חיים טשרנוביץ ("רב צעיר") ששימש קודם לכן במשרה דומה באודסה. תנאי היסוד למשרה היו השכלה אקדמית ולחרדים לא היה מועמד ראוי להציב. רבה הלא-רשמי של וילנה, רבי חיים עוזר גרודזנסקי זימן אליו את המנהיגות החילונית של הקהילה והבהיר כי מינוי טשרנוביץ שדעותיו על התלמוד לא היו מקובלות על החרדים כרב בעיר כווילנה הוא קו אדום, וכי החרדים יסכימו לכל מועמד הגון שאינו טשרנוביץ ("תוכלו למנות את שמריהו לוין, אם רק יסכים לגלח את זקנו, שלא יטעו בו שהוא באמת רב..."). לבסוף הוצעה מועמדותו של הרב יצחק רובינשטיין, בוגר ישיבת סלובודקה שכיהן עד אז כרב בקרים והיה בעל תעודה אקדמית. הרב גרודזנסקי נפגש עמו וקיבל את התחייבותו כי יצטמצם לתפקידיו הרשמיים ולא יתערב בהחלטות הרבנות הלא-רשמית. ועד הרבנים הטיל את כובד משקלו במערכת הבחירות מול החוגים החילוניים שלא ויתרו על מועמדם. בווילנה היו באותה עת 104 בתי כנסת ששלחו צירים לוועדה הבוחרת ובסך הכל השתתפו בבחירות 1039 נציגים. הרב רובינשטיין זכה ב-58% מהקולות וניצח את הרב ד"ר טשרנוביץ שקיבל רק 38%. הוא התמנה כרב מטעם ועבד בשיתוף פעולה עם החרדים.
במרץ 1900, ערב חג הפסח ה'תר"ס, התרחשה עלילת הדם בווילנה. העלילה הביאה את המתיחות הבין דתית בעיר לשיאים, והמשפט שהתנהל במשך זמן רב נגמר לאחר ערעור בזיכויו של הנאשם, דוד אברמוביץ' בלונדס, רק בפברואר 1902, אז נחגג שחרורו מן הכלא במסיבה גדולה בקהילה היהודית. למשפט זה הייתה חשיבות רבה במאבק באנטישמיות באימפריה הרוסית כולה.
התנועות הלאומיות והסוציאליסטיות הלהיבו את ההמון ובעיקר את הצעירים ברעיונותיהן ובעיר שרר מתח פוליטי גבוה. בעקבות השפלה פומבית של פעילי הבונד בתום תהלוכת האחד במאי 1902, התנקש הירש לקרט, צעיר יהודי וילנאי בן 22, במושל הכללי החדש של גוברניית פלך וילנה, ויקטור פון ואהל . ההתנקשות נכשלה ולקרט היה לגיבור בעיני הריאקציונרים, דוחי הסדר הישן, ולסמל קומוניסטי. בפסחא של 1903 אירעו פרעות קישינב שתרמו אף הם להגברת המתח בין יהודים לנוצרים ברוסיה כולה.
מלחמת רוסיה–יפן הביאה בראשיתה ללחץ עצום על היהודים, מחד גויסו רבים - חלקם בעלי משפחות - ונשלחו לחזית העקובה מדם שבה ידעו הרוסים אבדות והפסדים, ומאידך סבלה האוכלוסייה היהודית מחוק גירוש שנועד להרחיקה חמישים ורסטאות מגבולות האימפריה. שר הפנים ויאצ'סלב פלבה החריג את הפלכים וילנה, קייב ובסרביה מהוראת הגירוש. במקביל, כדי לשמור על הסדר בווילנה מהתפרעויות של מגויסים, נשלח פיוטר סביאטופולק-מירסקי שנחשב לליברל לכהן כמושלה הכללי החדש של וילנה. בווילנה התחבב סביאטופולק-מירסקי על כל האוכלוסייה ויצר קשרים אישיים עם פעילי ציבור יהודיים בולטים ובהם שמריהו לוין. חבריו אלו הופיעו לפניו בתוך משלחת יהודית, ערב נסיעתו לסנקט פטרבורג ביולי 1904 להחליף את שר הפנים פלבה שנרצח בידי טרוריסט, כדי לבקש את שינוי היחס הכללי ליהודים באימפריה, הוא הזדהה עם המצב הלא-נורמלי של הקיום היהודי בשטחי האימפריה ואף הבטיח לעשות כמיטב יכולתו "ביושר ובטוב לב", הוא זכה בשל כך להנצחה במוסדות יהודיים בווילנה והנציגות היהודית במועצת העיר דחפה להעניק לו אזרחות כבוד והשתתפה במשלחת שנסעה לעיר הבירה להעניק לו את העיטור. גם מחליפו כמושל, הגנרל אלכסנדר אלכסנדרוביץ' פרזה , היה ליברל ונהג ביהודים בהגינות. בספטמבר נערך ביקור חגיגי של הצאר ניקולאי השני ורבני העיר ובראשם רבי שלמה הכהן הישיש (נפטר 1905) העניקו לו ספר תורה מיוחד.
בראשית המאה ה-20, לצד התבססותן של התנועות הסוציאליסטיות בעיר, פרחה גם הלאומיות היהודית. רבים הצטרפו לתנועות הציוניות השונות, והעיתונות הציונית הרשמית נדפסה בווילנה ביידיש ("דאס אידישע פאלק") ובעברית ("העולם"). ועידות ציוניות נערכו בעיר והוועד המרכזי של ההסתדרות הציונית ברוסיה ישב בה. ב-1903 בא לעיר תאודור הרצל והתקבל בכבוד מלכים. ב-1908 ביקרו בעיר גם דוד וולפסון ונחום סוקולוב. מהפכת 1905 הכושלת הביאה לפריחה בדרישות הלאומים השונים ברחבי האימפריה להכרה עצמית ולזכויות מקומיות ולאומיות. מצב זה נתן עידוד לזרמים הציוניים ופעילות זו נמשכה במלוא עוזה עד 1911, אז פוזר הוועד המרכזי של ההסתדרות הציונית ברוסיה וחבריו הועמדו לדין.
מלחמת העולם הראשונה.
וילנה, כמו שאר ליטא הפולנית, נכבשו במלחמת העולם הראשונה בידי צבא הקיסרות הגרמני שהחזיק בשטחים הכבושים מ-1915 ועד 1918. שנות הכיבוש הגרמני היו שנות סבל עבור האוכלוסייה כולה ועבור היהודים בפרט, אנשי העיר ידעו רעב ונדרשו לשלם סכומי כסף גדולים מכפי יכולתם לאחזקת הצבא, הם גם גויסו לעבודות כפייה עבור הצבא הכובש והמונים נמלטו לכפרים ולערים אחרות. מי שעמד בראש "ועד הסיוע" היהודי בעיר היה יעקב ויגודסקי שסירב לשתף פעולה עם שלטונות הכיבוש ובסופו של דבר נשלח למאסר בגרמניה. ב-16 בפברואר 1918 נחקק בווילנה החוק להשבת עצמאות ליטא שהיה אמור להבטיח את עצמאות העם הליטאי מכל זיקה והיסמכות על עמים אחרים, ושמהווה את אחד היסודות לחוקת ליטא המודרנית. הגרמנים אסרו את פרסום המסמך ואכפו את האיסור עד נסיגתם מן העיר. בנסיגתם העניקו עצמאות לליטא.
לאחר יציאת הגרמנים מן העיר עברה על העיר תקופת בלהות שהעיקה מאוד על הקהילה היהודית ותפקודה השוטף, העיר נכבשה שוב ושוב והייתה למוכת חרב: וילנה נכבשה ב-19 באפריל 1919 בידי יחידות ההגנה העצמית הליטאית-בלארוסית , מיליציה שהייתה מורכבת למעשה מלאומנים פולנים שזכו לתמיכת הרוב הפולני בעיר. בעת ההשתלטות הפולנית על העיר הוצאו להורג 80 יהודים, אך השלטון שקם בעיר העניק ליהודים זכות בחירה בבחירות שערך למועצת העיר. השלטון הפולני לא האריך ימים, במהלך המלחמה הפולנית-סובייטית כבש הצבא האדום את העיר, ולאחר "הנס על הוויסלה" העניק הצבא האדום הנסוג את העיר במסגרת הסכם השלום הסובייטי-ליטאי כדי לעכב את התקדמות הפולנים.
העיר שנחשבה לבירה ההיסטורית של ליטא אך רוב אוכלוסייתה הייתה ממוצא פולני עמדה במוקד סכסוך בין שתי המדינות העצמאיות החדשות: פולין וליטא. הושגה הפסקת אש ב־7 באוקטובר 1920, אך לא בא בעקבותיה כל פתרון מדיני. המפקד הפולני העליון יוזף פילסודסקי הורה לפקודו הגנרל לוציאן זליגובסקי "למרוד" ביחד עם הדיוויזיה הליטאית-בלארוסית הראשונה שהייתה נתונה למרותו ולהשתלט על וילנה. כך יכלו הפולנים להחזיק בעיר, מבלי להכריז מלחמה על ליטא. ואכן, ב־8 באוקטובר 1920 נכנס הגנרל זליגובסקי לווילנה, ולא נתקל בהתנגדות כלשהי. ב־12 באוקטובר 1920 הכריז זליגובסקי בווילנה על הקמת "הרפובליקה של ליטא המרכזית", ואולם הישות החדשה לא הייתה צריכה להתקיים זמן רב, בבחירות שנערכו זמן מה לאחר מכן ושהוחרמו בידי האוכלוסייה הליטאית, זכו תומכי הפולנים ברוב גדול והעבירו בפרלמנט החלטה על איחוד הרפובליקה עם פולין. בכך הושלמה השתלטות הפולנים על וילנה, ב-1923 הכיר חבר הלאומים בסיפוח אזור וילנה למרות התנגדותה של ליטא שניתקה בשל כך את יחסיה הדיפלומטיים עם פולין. מכאן ועד לפרוץ מלחמת העולם השנייה, עמדה וילנה תחת שלטון פולני. הבירה הליטאית הועתקה זמנית לקובנה.
וילנה הפולנית (1922–1939).
בסוף שנות ה-30 התגלע סכסוך קשה בין החוגים החרדים בעיר, החוגים הציוניים תמכו במועמדותו של הרב יצחק רובינשטיין שכיהן עד אז כרב מטעם של וילנה וחבר הסיים הפולני מטעם "המזרחי", למשרת הרב הראשי מטעם הקהילה. משרת הרבנות הרשמית מטעם הקהילה לא הייתה מאוישת מטעמים עקרוניים מאז פטירתו של הרב האחרון (רבי שמואל בן אביגדור) במחצית השנייה של המאה ה-18, החרדים הלא-ציוניים והמזוהים עם תנועת אגודת ישראל חששו שהמינוי יפתח את הדלת להשתלטות של החוגים הציוניים על הרבנות בעיר, ופתחו במאבק. הטענה הרשמית נגד המינוי הייתה שמסורת הקהילה מזה מאות שנים היא לקבל כרב רק אנשים מהשורה הראשונה בעולם התורה ברמתם התורנית, לפיכך מינויו של הרב רובינשטיין, שהיה בשיעור קומה תורני פחות מרבנים אחרים שגרו בעיר, כמו רבי חנוך אייגש ורבי חיים עוזר גרודזנסקי, תהווה אישור בעיני ההמון לכך שיכולותיו הפוליטיות של הרב הנבחר הן שהכריעו את גורל הרבנות, מהווה סכנה לעתיד הרבנות בצורתה המסורתית.
שלא באופן רשמי האשימו החרדים את הרב רובינשטיין כי ניצל את היעדרותו של הרב גרודזנסקי מן העיר בעת מלחמת העולם הראשונה, כדי להשתלט על מוסדות הקהילה. כנגדם טענו תומכי הרב רובינשטיין כי רבם גילה מנהיגות בכך שלא עזב את העיר בשעתה הקשה, ולכן הוא הראוי לכהן במשרת הרב הראשי. בבחירות שנערכו הצביע רוב הקהילה נגד עמדת הרבנים החרדים והרב רובינשטיין נבחר לתפקיד. ועד הרבנים הוציא הודעת גינוי חמורה, אך לא היה בידיו כוח לבטל את החלטת הקהילה.
לאחר השואה.