כבר בראשית מלחמת העצמאות נדרשה הנהלת העיר היהודית להתמודד עם בעיית פליטים יהודים שהלכה וגדלה. בעוד שהנהגת היישוב עזבה את בנייני המוסדות הלאומיים ועברה לתל אביב, נותרו בעיר הנצורה פליטים רבים מהשכונות המזרחיות של העיר, אשר לא יכלו לעבור לאזור השפלה, וההנהגה היהודית של העיר נדרשה למצוא להם מקומות מגורים במערבה של העיר. ההתקפות על התחבורה הציבורית היהודית בעיר, שהחלו כבר לאחר ההכרזה באו"ם, האיצו את תהליך נטישת שכונות הספר. "המחלקה לעזרה סוציאלית לאוכלוסיית העיר בימי חירום" שהוקמה על ידי "משמר העם" הייתה גוף בלתי יעיל, ולכן בינואר 1948 הקימה הסוכנות היהודית את "ועדת המוסדות" שבראשה עמד דב יוסף, היועץ המשפטי של הסוכנות, לטפל בבעיית הפליטים היהודים. בוועדה היו חברים יצחק בן-צבי מטעם הוועד הלאומי, חיים משה שפירא מטעם הסוכנות היהודית וחיים סולומון מטעם ועדי הקהילות בירושלים. ועדת המוסדות החליטה על שיכון הפליטים בדירות שננטשו בעיר, הן דירות של יהודים, והן דירות נטושות של תושביהן הנוצריים של השכונות במערב העיר. שיכון זה נעשה בצורה מסודרת, והוועד יצר קשר עם בעלי הדירות בשפלה ועם בעלי הדירות הערביים ואף, בחלק מהמקרים, הסדיר תשלום שכר דירה לבעלי הדירות.
בעקבות כיבוש השכונות הערביות באזור בתי שנלר, ליפתא עילית והכפר שייח' באדר (גבעת רם) ובריחת התושבים של שכונות אלה, יושבו מרבית הפליטים היהודים אשר נמלטו מאזורי הקרבות בשכונות ימין משה ושכונת שמעון הצדיק בשכונות הללו במטרה לאכלס את מערבה של העיר, ובכך להגן עליה ממתקפה ערבית מכיוון הקסטל. במהלך המלחמה הסדירה ועדת המוסדות את שיכונם של 1,400 פליטים. בעיית הפליטים החמירה לאחר הכרזת המדינה וכניסת הלגיון הערבי למזרח ירושלים. מתקפות הלגיון הביאו לטיהור אתני של יהודה ושומרון ומזרח ירושלים מהאוכלוסייה היהודית. אלפי פליטים יהודיים שברחו מהחזית ושפונו מיישובי הספר באזור ירושלים (גוש עציון, מוצא, מעלה החמישה, נווה אילן, נווה יעקב, עטרות, קריית ענבים ורמת רחל). אלה שוכנו במבני ציבור ברחבי העיר. לאחר כניעת הרובע היהודי נוספו למערבה של העיר 1,400 נשים וילדים ששוחררו על ידי הלגיון הערבי. הגברים נלקחו בשבי ושוחררו כשנה לאחר מכן.
ב-21 באפריל 1948 הקים הוועד הפועל הציוני את "ועדת ירושלים", שבראשה עמד דב יוסף, על מנת להוות את הרשות המנהלית האזרחית של העיר. ועדה זו טיפלה בוועדת הפליטים ובמהלך חודש מאי 1948 מצאה מקומות דיור לכ-2,300 פליטים, מרביתם מפוני הרובע היהודי ויישובי הספר, בבתים נטושים בשכונת טלביה ובשכונת קטמון. ביוני 1948 שוכנו 1,200 פליטים נוספים בשכונות אלה. קצב האכלוס האיטי נבע מחששם של פליטים רבים מלהתגורר בשכונות ערביות נטושות ולהתרחק מהמרכז העסקי של העיר.
במהלך החודשים אוגוסט-ספטמבר 1948 נחלשו הקרבות. במקביל, נפרצה דרך בורמה אשר אפשרה הבאת מזון לעיר. התייצבות המצב האזרחי בעיר מחד, וקביעת גבולות בין הכוחות היהודיים בעיר לבין צבא הלגיון מאידך, הביאו לכך שמספר רב של פליטים הסכימו להשתכן בשכונות הערביות הנטושות, וזאת לאחר שהבינו כי לא יוכלו לשוב לבתיהם בשכונות במזרחה של העיר. אכלוס הדירות נעשה בצורה בלתי מסודרת, והיו בין הנכנסים לדירות הנטושות גם תושבי ירושלים ש"שדרגו" את דירותיהם לדירות נטושות, על אף שלא היו פליטים.
הפסקת האש שהוכרזה ב-30 בנובמבר 1948 הביאה לייצוב מצבה של העיר ואפשרה את חזרת החיים בעיר לשגרה מסוימת. חלק מהפליטים יכלו לשוב לבתיהם שהיו סמוכים לאזורי הקרבות. במקביל נדרשה הנהגת העיר למצוא פתרונות דיור לעולים חדשים רבים, אשר בעקבות החלטות ממשלת ישראל הופנו להתגורר בעיר על מנת לחזקה. מספר העולים החדשים הרב שהגיע הצריך את שיכונם בשכונות ערביות שננטשו, הסמוכות ביותר לקו הגבול במזרחה של העיר היהודית, ובהן מוסררה, ממילא ודיר אבו תור. בתים אלה נהרסו במהלך הקרבות ונדרש שיפוצם על מנת לאפשר את המגורים בהם. במקביל יושבו העולים החדשים בשכונות ערביות נטושות במערבה של העיר: ליפתא, דיר יאסין, עין כרם ומלחה. אכלוסה של שכונת עין כרם החל בדצמבר 1948, ועד מרץ 1949 שוכנו בשכונה כ-1,200 עולים חדשים. באותה תקופה שוכנו במושבה הגרמנית כ-2,900 עולים חדשים. במהלך מלחמת העצמאות כולה נדרשה הנהלת העיר היהודית למצוא פתרונות דיור לכ-20,000 פליטים יהודים ועולים חדשים.
בעקבות החלטת ממשלת ישראל על העברת משרדי הממשלה לעיר, נדרשו פתרונות דיור עבור מאות משפחות פקידי ממשלה שנדרשו לעבור מתל אביב לירושלים. לצורך העניין הוקצו מאות מבנים נטושים בקטמון אשר שימשו עד אותה עת כבסיסי צבא, ולכן נדרש שיפוץ נרחב להתאמתם למגורי הפקידים. דירות אלה לא הספיקו ודירות נוספות אשר יועדו במקורן לעולים חדשים בשכונת דיר אבו תור, הוקצו אף הן לפקידים. בשל קרבת שכונת דיר אבו תור לגבול, התמקמו הפקידים הבכירים יותר בשכונת קטמון, והזוטרים נאלצו להסתפק בשכונת דיר אבו תור. לחץ ציבורי על הממשלה הביא לשיכונם של חיילים משוחררים רבים בדירות שיועדו לפקידים, ובראשית 1950 אזל מלאי הדירות הנטושות בעיר, ופקידי הממשלה התגוררו במלונות בעיר.
העולים החדשים הופנו למעברות שהוקמו בשכונת תלפיות, בכפר דיר יאסין ובאזור מחנה אל-עלמיין – מחנה בריטי שהיה ממוקם בדרומה של העיר. בין אפריל 1949 עד מרץ 1950 הגיעו לעיר כ-10,000 עולים חדשים.
גידול האוכלוסייה עד 1967.
בתום מלחמת העצמאות התגוררו בעיר כ-83,000 יהודים. זמן קצר לאחר מכן, במרץ 1950, הגיע מספר התושבים היהודים בעיר ל-100,000. בשל המחסור הרב בדיור החליטו אגף התכנון הממשלתי ומשרד האוצר לבנות שיכונים על פני שטח של 1,800 דונמים באזור ח'רבת בית מזמיל (קריית יובל). שטח זה היה מחוץ לתחום המוניציפלי של העיר ירושלים, ונחשב כחלק מאדמות הכפר עין כרם. השכונה (שכונת קריית יובל), שנועדה לקלוט כ-15,000 תושבים בכ-3,000 יחידות דיור, נועדה להפוך לחלק מהעיר ירושלים בעקבות הרחבת הגבולות העירוניים המתוכננת. שכונה נוספת תוכננה להיבנות על אדמות כפרים ערביים בדרומה של העיר, בשטחי החלקות של הכפר הנטוש אל-מאלחה ובית צפאפא. שכונות גונן או "הקטמונים", בדרומה של העיר, נועדו להגן על שכונות מרכז העיר מדרום. בנוסף, הוקצו קרקעות ריקות באזור מרכז העיר, כגון אזור "חוות הווזיר" (שכונת גבעת מרדכי בדרומה של גבעת רם) וקרקעות ריקות ברחביה, אשר יועדו לבניית בתים לתושבים אמידים.
בדצמבר 1950 הגיעה אוכלוסיית העיר היהודית לכ-121,000 תושבים - גידול של 65% ממספר התושבים קודם למלחמת העצמאות. שינויי האוכלוסין בתקופה זו השפיעו על אופייה הסוציו-אקונומי של העיר. שכונות יוקרה ערביות הפכו לשכונות עבור פליטים ממעמד סוציו-אקונומי נמוך, פליטים, עולים חדשים וחיילים משוחררים. שכונת קטמון הישנה, בה התיישבו בעיקר פקידי ממשלה, הפכה לשכונת יוקרה, בדומה לרחביה הסמוכה. בדומה, התיישבה אוכלוסיית פקידים ממעמד הביניים באזורים הסמוכים לגבעת רם, ולבנייני הממשלה במרכזה של העיר.
עולים חדשים שהגיעו אל העיר, בעיקר מטורקיה, יוגוסלביה, פרס, צפון אפריקה ורומניה, יושבו במעברות: במעברת תלפיות שנבנתה באתר מחנה אל-עלמיין שוכנו כ-9,000 עולים; במעברה במקור חיים שוכנו כ-750 עולים; ובמעברה בגבעת שאול שוכנו כ-900 תושבים.
אוכלוסיית העיר המשיכה לגדול בשל העברה יזומה של עולים מחד ופקידים מאידך לעיר, ובסוף שנת 1954 כבר הגיע מספר תושביה של העיר המערבית ל-144,000 תושבים. יצוין כי גידול זה היה קטן לעומת גידול האוכלוסייה באזורים רבים אחרים בארץ, ונבע אך ורק מפעולות יזומות לגידול האוכלוסייה. הפסקת הפעולות היזומות הביאה החל מאמצע שנות ה-50 להאטה יחסית בגידול באוכלוסיית העיר המערבית, וזו הגיעה בשנת 1959 ל-160,000 תושבים - לגידול הטבעי הצטרפו כ-100 משפחות פקידים בלבד, אשר עברו ממישור החוף
במהלך שנות ה-60 המשיך הגידול האוכלוסיית העיר המערבית, וזו גדלה מכ-160,000 תושבים בשנת 1959 לכ-200,000 תושבים בשנת 1967.
העיר המזרחית.
הלחימה בעיר וחלוקתה הביאו לבריחת תושבים מן העיר. תושביה האמידים הערבים של העיר התפרנסו ברובם מהמסחר, וזה כמעט וחדל לאחר חלוקת העיר, עת שעמאן בירת ממלכת ירדן הייתה למרכז המסחרי הראשי של המדינה. סוחרים אמידים רבים אלה נטשו את העיר, ונותרו בה תושבים משכבות סוציו אקונומיות נמוכות בלבד. מספר תושביה של העיר המזרחית פחת בעקבות מלחמת העצמאות מ-60,000 תושבים ל-33,000 בלבד.
לאחר המלחמה, במשך זמן קצר, התיישבו פליטים מתושבי השכונות שניטשו במערב העיר (ליפתא, מלחה, עין כארם ודיר יאסין) בבתים הנטושים של הרובע היהודי, אולם מרביתם עזבו את הבתים מאוחר יותר ועברו לבתי קבע.
בין שנת 1949 ל-1967 גדלה אוכלוסיית העיר עמאן בירת ירדן פי 10 (מ-40,000 תושבים ל-400,000 תושבים). ירושלים המזרחית לעומתה גדלה ב-5% בלבד.
בשלהי שנות ה-50, מיעוט ההשקעות והפיתוח בעיר המזרחית הביא להגירה שלילית רבה - בעיקר למדינות המפרץ. בשנת 1952 היו בעיר המזרחית 46,700 תושבים (לא כולל חיילים ירדנים). בשנת 1961 הגיעה אוכלוסיית העיר ל-60,500 תושבים גידול של 20% (2% לשנה בלבד). אמנם גידול זה היה גבוה מהגידול ביתר חלקי הגדה המערבית (0.7% בלבד) אולם פחות מהריבוי הטבעי (3% - 3.5%) דבר המעיד על הגירה שלילית.
השגשוג הכלכלי של שנות ה-60 הביא לגידול באוכלוסיית העיר המזרחית ל-65,000 תושבים בשנת 1966 (כאשר 60% מהם התגוררו מחוץ לחומות העיר העתיקה) ול-68,000 תושבים בשנת 1967.