Venäjän keisarikunnan hajotessa syntyi 23. helmikuuta 1918 Transkaukasian federaatio, jonka pääkaupunkina Tbilisi toimi. Federaatio hajosi kuitenkin vain muutaman kuukauden kuluttua, ja Tbilisistä tuli itsenäistyneen Georgian pääkaupunki. Puna-armeija hyökkäsi maahan vuonna 1921 ja miehitti sen, minkä jälkeen Tbilisi julistettiin uuden Transkaukasian SFNT:n pääkaupungiksi. Siitä tuli Georgian vastarintaliikkeen keskus: liike huipentui vuoden 1924 kansannousuun, joka kuitenkin kukistettiin verisesti. Georgian SNT erotettiin omaksi alueekseen 1930-luvun puolivälissä, ja Tbilisi jatkoi sen pääkaupunkina.