Dopo la rivoluzione russa del 1917, la città fu sede del governo transcaucasico ad interim che istituì, nella primavera del 1918, la Federazione transcaucasica indipendente di breve durata con capitale a Tbilisi. A quel tempo, Tbilisi aveva all'incirca lo stesso numero di armeni dei georgiani, con i russi che erano il terzo gruppo etnico più numeroso. Fu qui, nell'ex palazzo reale del Caucaso, dove dal 26 al 28 maggio 1918 fu dichiarata l'indipendenza di tre nazioni transcaucasiche, Georgia, Armenia e Azerbaigian, tra il 26 e il 28 maggio 1918. Successivamente Tbilisi divenne capitale della Repubblica Democratica di Georgia fino al 25 febbraio 1921. Dal 1918 al 1919 la città fu anche consecutivamente sede di un quartier generale militare tedesco e britannico.