דמות מרכזית במוזיקה של המאה העשרים היה ארנולד שנברג, אשר פיתח בשנות העשרים שיטת הלחנה חדשה: המערכת הטונאלית ששלטה במוזיקה האירופית מאז המאה ה-17 התבססה על היררכיה משוכללת שבין צליל מרכזי לבין יתר צלילי הסולם. לעומת זאת, שיטתו של שנברג התבססה על שורות בנות שנים-עשר צלילים שווי ערך (השיטה הדודקפונית). שנברג, שהיה מורה גדול ואישיות חזקה, זכה בקבוצת מעריצים מסורה ובינלאומית, שהבולטים בהם אלבן ברג ואנטון וברן.
יש הרואים בפאול הינדמית את המלחין המשמעותי ביותר בתקופתו. יצירותיו המוקדמות נכתבו בניב רומנטי מאוחר ובהמשך חיבר יצירות אקספרסיוניסטיות, קרובות יותר בסגנונן לזה של שנברג המוקדם, לפני שפיתח סגנון רזה יותר, מורכב קונטרפונקטית, בשנות ה-20, סגנון שחלק מן המאזינים מצאו (ועדיין מוצאים) קשה להבנה. הוא תואר כנאו-קלאסי, אבל שונה מאוד מיצירות של איגור סטרווינסקי, שהוגדרו באותו מונח, כיון שהוא מסתמך יותר על השפה הקונטרפונקטית של באך מאשר על הצלילות הקלאסית של מוצרט.
הינדמית, בדומה לקורט וייל וארנסט קרנק, כתב "גבראוכמוזיק", מוזיקה תועלתית, שנועדה לשמש לתכלית חברתית או פוליטית ובמקרים רבים מיועדת לנגינה על ידי חובבים. ההשראה לתפיסה זו באה מברטולט ברכט. דוגמה לכך היא ה"טראוארמוזיק" (מוזיקה לקבורה), שנכתבה בשנת 1936. הינדמית הכין קונצרט בשביל ה-BBC כששמע בחדשות על מותו של ג'ורג' החמישי. הוא כתב בחיפזון את היצירה הזאת לויולה סולו ותזמורת מיתרים, לציון האירוע, וביצוע הבכורה היה בו ביום. הינדמית הסתייג לאחר מכן מן המונח Gebrouchmusik בטענה, שזה מונח מטעה.
לואיג'י דאלאפיקולה קיבל את ההשראה לכתיבתו המוזיקלית מווגנר, מדביסי ומן הנאו-קלאסיציזם של בוזוני, אבל ההשפעה החשובה ביותר על יצירתו נבעה מן האסכולה הווינאית השנייה, שאליה נתוודע בשנות ה-30'. את יצירותיו משנות ה-20 הורה לגנוז ולא לבצען לעולם.
יצירותיו עושות שימוש נרחב בסריאליזם, שאליליו פיתחו ואימצו לשימושם; הוא היה, למעשה, האיטלקי הראשון שכתב בשיטה זו, וראשון התומכים בה באיטליה, והוא פיתח טכניקות סריאליות, שאפשרו כתיבה בסגנון לירי וטונאלי יותר. במשך שנות ה-30' התפתח סגנונו מסגנון דיאטוני עם פרצי כרומטיות להשקפה סריאלית במודע. הוא עבר משימוש בשורות של שנים-עשר טונים בחומר מלודי לבניית יצירות סריאליות בשלמות. בד בבד עם הסריאליות שאימץ לכתיבתו, לא איבד מעולם את החוש לקו מלודי, הבולט בהיעדרו, לטענת רבים משוללי האסכולה הווינאית השנייה, במוזיקה מודרנית דודקפונית. דאלאפיקולה כתב בשיטת שנים-עשר הטונים באופן עצמאי משנת 1938, בלי קשר עם חברי האסכולה הווינאית השנייה, עד 1942, כאשר יצר קשר עם ארנולד שנברג. יצירתו החשובה, "שירי בית כלא" הושמעה לראשונה ברומא ביום שמוסוליני הכריז מלחמה על ארצות הברית, 11 בדצמבר 1941, ונאסרה מיד להשמעה.
Liriche Greche (1942-45), לקול סולו וכלים, היא יצירתו הראשונה הכתובה כל-כולה בסגנון זה של שנים-עשר טונים, והיא חוברה במקביל ליצירתו האחרונה המקורית הדיאטונית לחלוטין, הבלט "מרסיה" (1943). העשור הבא הציג עידון בטכניקת הכתיבה שלו והשפעה גדלה והולכת של יצירות וברן.
המנצח הרמן שרכן הציג בשנת 1950 את יצירתו הראשונה של לואיג'י נונו, "וריאציות קנוניות", בסמינר הקיץ למוזיקה חדשה בדרמשטדט. ביצירה זו הסתמך על שיטת שנים-עשר הטונים של ארנולד שנברג והיא ציינה את מחויבותו לאנטי-פאשיזם.
המחויבות הפוליטית המרשימה של נונו, עם שהציבה אותו לצד בני זמנו בדרמשטדט, כגון אנרי פוסר ולפניו הנס ורנר הנצה, גם הבדילה אותו מאחרים, בהם פייר בולז וקרלהיינץ שטוקהאוזן. אף על פי כן, בולז ושטוקהאוזן היו אלה, שעמם התייצב נונו בראש תנועת "מוזיקה חדשה" בשנות ה-50'. נונו נרשם כחבר במפלגה הקומוניסטית האיטלקית ב-1952. (פלאם 1995).
Il canto sospeso מ-56–1955 לקולות סולו, מקהלה ותזמורת היא יצירה, שמקובל לראות בה את אחת מיצירות המופת המרכזיות של שנות ה-50', יד זיכרון לקרבנות הפאשיזם, שמשולבים בה מכתבי פרידה שכתבו אסירים פוליטיים לפני הוצאתם להורג. מבחינה מוזיקלית, יש כאן פריצת דרך מצד נונו, לא רק ב"[ה]איזון המופתי בין קולות לכלי נגינה" (אניבאלדי 1980) אלא גם בכתיבה המוטיבית, הכמו-נקודתית, המפרקת מילים להברות עוברות הלוך ושוב בין קולות ליצירת מצלולים מרחפים, בגוונים משתנים - שאפשר לראות בה שלוחה דמיונית של Klangfarbenmelodie technique של שנברג הקנתה לנונו הכרה בינלאומית והציבה אותו כממשיך לגיטימי לווברן.
ב-1 בספטמבר 1959 נשא נונו בדרמשטדט הרצאה פולמוסית במיוחד, שכתב יחד עם תלמידו, הלמוט לכנמאן, ""Geschichte und Gegenwart in der Musik von Heute" ("היסטוריה ונוכחות המוזיקה של ימינו"), שבה מתח ביקורת והתבדל ממחברי המוזיקה המקרית והאליאטורית, שהייתה אז באופנה, בהשפעת מודלים אמריקאים כמו ג'ון קייג' (נונו 1975, 34-40). אף כי בסמינר שנערך ימים אחדים קודם לכן הגדיר עצמו שטוקהאוזן כ"היפוך גמור, אולי הקיצוני ביותר, של קייג'" בדברו על "מבנים סטטיסטיים" בקונצרט שהוקדש ליצירותיו בערב של אותו יום, המרקסיסט נונו ראה זאת במונחים של "מבני המון פאשיסטיים" ומחלוקת קשה התלקחה בין שני הידידים (קורץ 1992, 98). בהצטרפה לתגובתו השלילית בפירוש של נונו לפרשנות של שטוקהאוזן לקשר בין המוזיקה לטקסט ב"איל קנטו סוספזו", שמה מחלוקת זו קץ לידידות ביניהם.
סרגיי צ'רפנין, מלחין וממציא כלי נגינה אלקטרוניים, צרפתי-אמריקאי ממוצא רוסי-סיני, היה חדשן בחיבור בין אמצעי ביצוע מסורתיים (כלי נגינה, שירה, קריינות) לאמצעים אלקטרוניים. הוא בנה סינתיסייזר מודולרי שנקרא על שמו ושיכלל אותו באמצעים חדשניים בגרמניה. תערוכה יוצאת דופן הציגה את הפקת הצלילים הייחודית שיצר.
הצורות הרומנטיות הגדולות, ובעיקר הסימפוניה, הוסיפו להיכתב, במיוחד על ידי המלחינים האנגלים כגון אדוארד אלגר, גוסטב הולסט ורייף וון ויליאמס, על ידי המלחינים הסובייטים, שהגדולים בהם היו סרגיי פרוקופייב ודמיטרי שוסטקוביץ', על ידי יאן סיבליוס, שהיה למייצג הלאומי הנערץ של פינלנד, וקרל נילסן בדנמרק.
תחום הלחנה חדשני היה מוזיקה אלקטרונית (או אלקטרואקוסטית), שהשתמשה במכשירים אלקטרוניים להפקת צלילים. חלוץ התחום היה המלחין הצרפתי אדגר וארז, אשר מאז יצירותיו הראשונות הציב את גוון הצליל במוקד יצירתו, כגון ב"אמריקה" (1918), הדורשת תזמורת בת 132 נגנים, ו"אינטגראל" לכלי נשיפה וכלי הקשה (1925). בשנת 1957 הושמעה יצירתו "פואמה אלקטרונית" מעל סרט הקלטה בתערוכה הבינלאומית בבריסל. המלחין הישראלי יוסף טל חיבר את האופרה "מצדה" (1972) לזמרים בליווי סרט אלקטרוני.
הפלורליזם גבר עוד יותר במחצית השנייה של המאה העשרים. סמינר הקיץ למוזיקה חדשה בדרמשטאדט בגרמניה היה למרכז עולמי של האוונגרד, ובו בלטו פייר בולז, קרלהיינץ שטוקהאוזן ולוצ'אנו בריו. לעומתם יצאו בשנת 1966 שלושה מלחינים אמריקאים חשובים – ג'ורג' רוכברג, ג'ורג' קראמב וריצ'רד ורניק מאוניברסיטת פנסילבניה, בהצהרה על כוונתם לחזור, איש בדרכו, לדרך הרומנטית. כהדגמה הציג רוכברג את חמישיית הפסנתר שלו בנוסח שומאן.
הגורמים החשובים ששינו את פניהם של חיי המוזיקה בעולם היו הפיתוח המהיר של טכניקות ההקלטה, שידור הרדיו, שידור הטלוויזיה, והאינטרנט. הם אפשרו שימור של ביצועים גדולים, הפצה מהירה של מוזיקה חדשה, והרחבה עצומה של הקהל למוזיקה קלאסית. הדוגמה המרשימה ביותר היא הקרנת הצגות המטרופוליטן אופרה ב–65 ערים בעולם, כאשר בכל הצגה צופים כ-200,000 איש.
השפעות בין-תרבותיות.
השפעת המזרח הרחוק.
רעיונות אקזוטיים מן המזרח הרחוק מצאו את דרכם אל המוזיקה המערבית עוד בתקופת הבארוק, ביצירות בימתיות של ז'אן-בטיסט לולי והנרי פרסל. האקזוטיקה של המזרח הופיעה גם באופרות מן התקופה הרומנטית, כמו "דולי הפנינים" של ז'ורז' ביזה, "" של ליאו דליב ומאדאם באטרפליי או טורנדוט של ג'אקומו פוצ'יני, אך יצירות אלה ואחרות כדוגמתן נכשלו בחיקוי צלילי המזרח הרחוק, ולו בשל זרותם לאוזן המערבית.
"התערוכה העולמית", שנערכה בשנת 1889 בפריז, יצרה לראשונה הזדמנות למפגש אמיתי בין המוזיקה המזרחית למערבית. השפעת המוזיקה הרוסית, בעיקר זו של מודסט מוסורגסקי, ניכרה באופרות שנכתבו בארצות אחרות באירופה. אם בשעתו הושפעה "" מ"כוחו של גורל" של ג'וזפה ורדי, הרי עכשיו השפיעה "בוריס גודונוב" על " של קלוד דביסי. (1902). גם מוזיקת הגאמלן מאינדונזיה, על גוני הצליל המתכתיים שלה, סולמותיה האקזוטיים וגמישות משפטיה המוזיקליים, קסמה למלחינים אירופיים, לא רק בצרפת אלא גם מעבר לה.
בהמשך לציור ולשירה מסין, יפן, הודו ופרס, היוותה גם המוזיקה מארצות אלה מקור השראה למלחינים המערביים, לא רק הגוון האקזוטי שבצליליה אלא גם ניגודי התרבויות, כפי שבאו לביטוי במאדאם באטרפליי (1904), שכללה מספר רב של שירים יפניים, או ב" של פייטרו מסקאני (1898). גוסטב מאהלר שאב השראה ליצירתו השיר על הארץ (1908) מפואמות סיניות עתיקות. אלבר רוסל כתב את האופרה-בלט "פדמאוואטי" לפי נושא הודי ועשה בה שימוש בסולמות הודיים. סטרווינסקי כתב את הזמיר (1909-1914) לאגדה הסינית שכתב האנס כריסטיאן אנדרסן, "הזמיר של מלך סין". גילברט וסאליבן לגלגו על אופנת הנהייה למזרח באופרטה "המיקאדו" (1885).