Traktat ryski zawarty w 1921 roku pozostawił poza wschodnią granicą II Rzeczypospolitej około miliona Polaków, w okolicach Żytomierza zamieszkujących w zwartych skupiskach. 100 kilometrów na zachód od miasta – wokół Dowbysza powstał polski rejon narodowościowy – Marchlewszczyzna. Na mocy traktatu ryskiego Żytomierz wszedł w skład Ukraińskiej SRR początkowo jako stolica guberni, później okręgu i obwodu. W 1935 roku Żytomierz uzyskał poprzez Fastów połączenie kolejowe z Kijowem. W 1933 roku do Żytomierza dotarła klęska głodu.