Amb la crisi comercial, la Guerra de Livònia i la pesta al i principis del XVII, la població no experimenta un gran creixement. Després de la gran Guerra del Nord, la població de Tallinn es va veure reduïda en més de tres terços. Si el 1708 la població rondava els 10.000 habitants, el 1710 aquesta xifra va baixar als 2.000. Només en la dècada de 1780 es va tornar als nivells d'abans de la guerra. A principis del , la població va créixer de forma contínua, però no és fins a la segona meitat d'aquest segle quan, gràcies al procés industrialitzador de la ciutat, el nombre d'habitants experimenta un augment en el creixement. De 44.000 habitants el 1881 es va passar a 160.000 el 1917. En aquesta etapa, la ciutat s'expandeix pel sud i l'est, i es creen els barris de Nõmme i Merivälja. A pesar de la política de russificació iniciada en els últims anys del per l'imperi tsarista, la composició de la població de Tallinn no es va modificar de manera sensible. Durant aquest període la ciutat s'obre cap a l'est.