Während des Dunganenaufstandes 1864–1875 erlitt die Stadt schwere Schäden. 1909 wurde mit der Zhongshan-Brücke (heutiger Name) die erste feste Brücke über den Gelben Fluss fertiggestellt. In den 1920 und 1930er Jahren wurde Lanzhou zu einem Zentrum des sowjetischen Einflusses im Nordwesten von China. Während des Zweiten Japanisch-Chinesischen Krieges (1937–1945) war Lanzhou der Endpunkt der 3200 km langen Autobahn, die für sowjetischen Lieferungen in die Region Xi’an genutzt wurde. Die Autobahn wurde bereits im Jahr 1935 fertiggestellt und blieb bis zum Bau der Bahnstrecke nach Ürümqi die wichtigste Verkehrsverbindung Nordwest-Chinas. Während des Kriegs war Lanzhou starken japanischen Bombenangriffen ausgesetzt.