Nezávislosť získalo opäť až po Októbrovej boľševickej revolúcii v roku 1917, avšak len do intervencie sovietskych síl roku 1920. Tie vytvorili násilným zjednotením Arménska, Azerbajdžanu a Gruzínska Zakaukazskú sovietsku federatívnu socialistickú republiku. Neskôr došlo k jej rozdeleniu na tri sovietske republiky, Tbilisi zostalo centrom Gruzínskej SSR. Od 9. apríla 1991 je Tbilisi hlavným mestom nezávislého a suverénneho Gruzínska. Napriek tomu ale krátko po vyhlásení nezávislosti došlo k nepokojom. V januári roku 1992 tu zúrili urputné boje, čo nakoniec viedlo k zmene politickej scény, rovnako ako revolúcie z roku 2003, ktorá zvrhla Eduarda Ševardnadzeho.