באותה תקופה, כאשר ברזיל הרחיבה את שוקי היצוא שלה למוצרי הקפה, הכותנה, הסוכר והגומי, שינתה העיר את פניה והאופי הקולוניאלי שלה הושפע מכך. ב-1829 נאסרה תנועת עגלות שוורים ברחוב אובידור (Rua do Ouvidor), הרחוב האלגנטי ביותר של העיר. ב-1838 החל לפעול אמצעי התחבורה הציבורית הראשון, אוטובוס הרתום לסוסים שנתן שירות לסאו קרישטובאו, לאנגנו ולו (Engenho Velho) ולבוטפגו. ב-1868 החלו לפעול הקרונות הראשונים, עדיין רתומים לסוסים. שירות ספינות קיטור לעיר ניטרוי החל לפעול ב-1835. קו מסילת הברזל הראשון נסלל ב-1852 לפטרופוליס וקו נוסף קישר את ריו לקוימדוש (Queimados) ולנובה איגואסו (Nova Iguaçu) ב-1858. ב-1854 החליפה תאורת הרחובות בגז את מנורות השמן ונחנך שירות טלגרף. רשת ביוב הוקמה ב-1864 ושירות טלפון החל לפעול ב-1877.
עם הפיכתה של ריו מבירת האימפריה הברזילאית לבירת ב-1889, היא הייתה כבר עיר הראויה לשמה. במפקד 1890 מנתה אוכלוסייתה יותר מ-520,000 תושבים ושטח העיר עמד על 158 קמ"ר, ובכך היא הייתה העיר הגדולה ביותר בברזיל ואחת הערים הגדולות בעולם. בחוקה של 1891 היא הוגדרה כמחוז פדרלי.
במהלך שלטונו הפדרלי של הנשיא רודריגס אלווס בין השנים 1902–1906 השתנו שוב פניה של העיר. צוות של מנהלנים ושל מהנדסים דאג לייבוש ביצות, פינה שכונות עוני, ריצף והרחיב את הרחובות ודאג לשיפור משמעותי בתנאי ההיגיינה, במיוחד הופחתו מקרי הקדחת הצהובה והאבעבועות השחורות. השדרה הראשית של העיר, שהחל מ-1912 נקראה שדרת ריו ברנקו (Avenida Rio Branco), נבנתה באותה תקופה, שדרת ביירה-מאר (Avenida Beira-Mar) שהשתרעה במקביל לה לאורך חלק מהחוף הדרומי גם היא נסללה ושדרות נוספות בעיר הוקמו.
בשנת 1920 עברה אוכלוסיית המחוז הפדרלי את מיליון התושבים, ובשנת 1940 היא חצתה את קו ה-1.75 מיליון. בתקופה זו מספר מפעלי התעשייה גדל פי שלושה. גבעת המצודה נהרסה, היקף הכשרת הקרקע במרכז העיר גדל והחלו להופיע ראשוני גורדי השחקים. רשת הקרוניות, שכעת החלו להיות מופעלות בחשמל, הכפילה את מספרן. בעוד שהשטח העירוני התפשט לכוון מזרח, כמה אזורים בצפון איבדו את מעמדם, כמו סאו קרישטובאו, שהפך להיות פרבר תעשייתי ומקום מגורים למעמד הנמוך.
באמצע שנות העשרים של המאה ה-20 גדלה אוכלוסיית ריו דה ז'ניירו מעבר לגבולותיה הגאוגרפיים הקודמים, בעיקר בשל הגירה מחלקים אחרים של ברזיל, בנוסף לריבוי טבעי בשיעור גבוה. אוכלוסיית הפרברים גדלה ביותר מפי שלושה ל-1.5 מיליון בין השנים 1940 ל-1960 ובאותו הזמן גדלה אוכלוסייתה הכוללת של העיר ל-3.3 מיליון תושבים. בעקבות העברתה של הבירה הלאומית לברזיליה ב-1960, הואט במקצת קצב גידול האוכלוסייה של ריו, אף על פי שאוכלוסיית הפרברים המשיכה לגדול. עד לשנת 1980 עלתה אוכלוסיית העיר על 5 מיליון תושבים ומספר תושבי הפרברים עלה על 3.6 מיליון. אף על פי שבשנים הבאות קטן קצב הגידול של האוכלוסייה, עם תחילת המאה ה-21 עלתה אוכלוסיית האזור המטרופוליני של ריו על 11 מיליון תושבים, כשמחציתם מתגוררים בפרברים.
החל מסוף המאה ה-20 התרחשו בריו שינויים רבים הנובעים מהגידול באוכלוסייה, מספקולציות בנדל"ן ומהגידול בשימוש בכלי רכב ממונעים. מערכת הכבישים המהירים הורחבה ואפשרה גישה לרבים מהפרברים. גורדי שחקים רבים המשיכו להיבנות בעיר ובמקביל אליהם נבנו מגדלי מגורים שבהדרגה החליפו את מקומם של בתי דירות קטנים. בעלי הקרקעות ואנשי המגזרים התעשייתיים והעסקיים צידדו בשינויים. יחד עם זאת מחירי שכירות גבוהים אילצו רבים מהדיירים העניים לעבור ממרכז העיר לפרברים או לפאבלות שנבנו במהירות על מורדות הגבעות. בינתיים, התיישבו משפחות אמידות רבות באזור הדרום מערבי של ריו, בעיקר באיפנמה, בלבלון (Leblon ) ובאזורים נוספים לאורך החוף.
ריו שמרה על מעמדה כמרכז התעשייתי השני בגודלו בברזיל לאחר סאו פאולו. בנוסף, מגזר השירותים של העיר הוא אחד מהחזקים במדינה והוא מספק מקומות תעסוקה רבים בענפים כמו הבנקאות, התקשורת, התיירות, הבידור, החינוך ותעשיית המחשבים. ריו נותרה מרכז ראשי לתערוכות ולכינוסים בינלאומיים ורבים מהברזילאים העשירים ובעלי ההשפעה מחזיקים בה בתים. למרות התנאים הירודים בבפאבלות של העיר, למרות השיעור הגבוה של הפשעים האלימים ברחבי העיר, למרות הרמה הגבוהה של זיהום האוויר והמים ולמרות בעיות נוספות, שומרת ריו דה ז'ניירו עדיין על המוניטין שלה כאחד מהאזורים האורבניים היפים בעולם.
גאוגרפיה.
טופוגרפיה.
לטופוגרפיה של ריו דה ז'ניירו תפקיד מכריע בהתפתחות העיר. בשטח ריו ישנם שלושה מסיבים. בצד הדרום-מזרחי של העיר ניצב "מסיב הטיז'וקה" (Maciço da Tijuca), הקרוי גם "מסיב הקריאוקה" (Maciço Carioca); הוא כולל את הר קורקובדו (704 מ'), הר הסוכר (395 מ'), סלע גבאה (842 מ') ופסגת טיז'וקה (1022 מ'). במרגלות מסיב טיז'וקה התחילה העיר ריו הצעירה סביב הנמל שבמפרץ גואנברה. בגלל המסיב, לא הייתה העיר יכולה להתפתח מערבה, ולכן במהלך השנים נע המעמד הגבוה של החברה כלפי דרום-מערב, והשכבות החלשות צפון מערבה, כאשר המסיב חוצץ בין שתי האוכלוסיות.
במרכז שטחה של ריו עומד "מסיב הסלע הלבן" (Maciço da Pedra Branca), בו נמצאת הפסגה הגבוהה ביותר של העיר, "פיסגת הסלע הלבן" (1024 מ'). שלוחת המסיב כלפי מזרח מתחברת למסיב הטיז'וקה וכך מהווה חומה המפרידה את הצפון מהדרום. שלוחה נוספת של מסיב הסלע הלבן, לכיוון דרום מערב, מבודדת את האזור הצפון מערבי של העיר מצדה הדרומי.
בקצה הצפוני של העיר ישנו "מסיב ז'ריסינו" (Maciço de Gericinó). ביחד עם מסיב הסלע הלבן, הוא יוצר פרוזדור בכיוון מזרח-מערב בחלק הצפוני של העיר, בו נרשמות הטמפרטורות הגבוהות ביותר בריו.
אקלים.
ריו היא בעלת אקלים טרופי, עם סיווג Aw על פי שיטת קפן. כלומר, אקלים חם ורטוב שבו הטמפרטורה גבוהה (ממוצע שנתי של 23.1 מעלות צלזיוס) וכמות המשקעים רבה, בעיקר בקיץ, עם עונה אחת (חורף) קרירה ושחונה יחסית. מכוון שריו שוכנת במחצית הדרומית של כדור הארץ, עונת הקיץ חלה בין החודשים דצמבר ומרץ ואילו עונת החורף בין יוני לספטמבר, שהוא ההפך ממה שמתרחש בישראל.
הלחות היחסית גבוהה בכל חודשי השנה, וזאת הסיבה לכך ששינויי הטמפרטורה לאורך השנה יחסית נמוכים.
אזורי העיר.
העיר ריו דה ז'ניירו מחולקת ל-160 שכונות ב-34 יחידות ניהוליות, אשר משתייכות ל-19 תת-עיריות.
מקובל ליחס לריו ארבעה אזורים עיקריים: "מרכז העיר", "האזור הדרומי", "האזור הצפוני" ו"האזור המערבי".
מרכז העיר.
"מרכז העיר" (Centro da Cidade), או פשוט "המרכז", הוא המרכז הפיננסי של ריו והעתיק מבין האזורים שלה. מבחינת גאומטריה, "המרכז" לא נמצא במרכז ריו אלא בקצה המזרחי שלה, על שפת מפרץ גואנברה. שם התפתחה העיר מסביב לנמל ובו התגוררו רוב התושבים במשך כשלוש מאות השנים לאחר ייסודה, עד שהתפתחה העיר כלפי צפון-מערב ודרום-מערב. מצוים ב"מרכז" גורדי שחקים רבים לצד בניינים היסטוריים, ושם מתרחשת עיקר הפעילות הפיננסית בעיר.
האתרים התיירותיים ונקודות הציון של המרכז כוללים:
האזור הדרומי.
ה"אזור הדרומי" (Zona Sul) הוא האזור היוקרתי ביותר בעיר, בו מתגוררים מרבית האוכלוסייה העשירה (אם כי בעשור האחרון ניכרת תנועת רבה מאזור הדרום ל"ברה דה טיז'וקה" שבאזור המערבי).
באזור הדרומי של ריו נמצאים מרבית האתרים התיירותיים המפורסמים של ריו:
האזור הצפוני.
ה"אזור הצפוני" (Zona Norte) הוא האזור הכולל המספר הרב ביותר של שכונות של העיר. רוב התושבים המתגוררים בו שייכים למעמד הביניים או לשכבות החלשות של החברה. שתיים מהפבלות הגדולות בעיר נמצאות באזור הצפוני - פבלה של הר הגרמני (Favela do Morro do Alemão) ופבלת ה"מרה" (Favela da Maré). אך האזור כולל גם, בחלקו הדרומי, שכונות שהיו יוקרתיות בתחילת המאה ה-20, בהן גרה היום אוכלוסייה ברמת סוציו-אקונומית בינונית עד גבוהה (לדוגמה, שכונות "טיז'וקה" ו"וילה איזבל").
האתרים התיירותיים ונקודות הציון של האזור כוללים:
האזור המערבי.
ה"אזור המערבי" (Zona Oeste) הוא האזור הרחב ביותר מבין הארבעה, הכולל יותר ממחצית משטחה של העיר, ובו כמחצית מאוכלוסייתה. הוא המרוחק ביותר מהמרכז וכולל שטחים כפריים ומיוערים לצד שכונות עירוניות.
האזור המערבי מכיל שני חלקים השונים אחד מהשני. החלק הדרומי שלו כולל שכונות יוקרתיות והוא בעל מאפיינים דמוגרפיים דומים לאלו של האזור הדרומי. החלק הצפוני של האזור המערבי, לעומת זאת, דומה יותר לאזור הצפוני מבחינה דמוגרפית, עם שכונות חלשות מבחינה סוציו-אקונומית. מהסיבה הזאת לפעמים מתייחסים לחלק הדרומי כאזור נפרד משאר האזור המערבי.
לחלק הדרום-מזרחי של אזור המערבי שייכת השכונה "ברה דה טיז'וקה" (Barra da Tijuca), שהיא בין היוקרתיות ביותר בעיר, ואשר נמצאת בתנופת בנייה גדולה במיוחד. שתי סיבות עיקריות ישנן לתנופה זאת. האחת היא תהליך הנדידה דרום-מערבה של השכבות העשירות של ריו, אשר מתרחש מאז שלהי המאה ה-19. הסיבה השנייה היא האולימפיאדה 2016, מכוון שחלק גדול מהמשחקים התרחשו בשכונה. על כן, ערך הנדל"ן בברה דה טיז'וקה עולה בצורה מתמדת.
האזור המערבי כולל גם את שכונת "עיר אלוהים" (Cidade de Deus), שכונת עוני המתוארת בסרט עיר האלוהים.
החופים הידועים.
בריו כ-40 קילומטר של חופים מהמפורסמים בעולם אשר הומים אדם בכל שעות היממה. החופים משמשים בין השאר למשחקי כדורעף וכדורגל. האורות הנוצצים לאורך קו המים מוסיפים ליופייה של העיר.
קרנבל.