La fusion de Kaptol et de Gradec ainsi que de leurs environs en une seule ville a lieu en 1850 et ceci accélère son développement. Le premier maire de Zagreb est Josip Kaufman, ancien magistrat de Gradec. En 1868, Zagreb devient capitale du royaume de Croatie-Slavonie au sein de l'Autriche-Hongrie, et l’université de Zagreb ouvre ses portes en 1874. Un tremblement de terre dévastateur frappe la ville en 1880 et engendre la rénovation et la modernisation de nombreux quartiers et constructions vétustes. Des bâtiments publics sont érigés, des parcs et des fontaines sont aménagés, et on introduit des transports publics et des services communaux. Le premier tramway, tiré par des chevaux, est mis en service en 1891 et le premier tramway électrique entre en service en 1905. Les premières voitures font aussi leur apparition dans les rues de la ville en 1901.