ザグレブ初の高層ビルはバン・イェラチッチ広場に面して建てられたネボデル (Neboder) で、1957年から1958年にかけて建設され1959年8月22日にオフィスビルとして開業している。当時のユーゴスラビアでは一番高いビルであった。その後、1970年代から1980年代にかけてザグレブでは高層ビルが次々と建てられていった。サヴァスカ通りのザグレブチャンカ(Zagrepčanka,1976年)、ツィボナタワー（1987年）、スリェメ (Sljeme) にあるザグレブテレビタワー（1973年）などがある。2000年代、市議会は新たに計画された多くの高層建築物に対して認可を出しており21世紀に入ってからのザグレブにはユーロタワーやザグレブタワーなど多くの高層ビルが増えている。長年、ザグレブでは10階建て以上の高層建築物の建設は禁止されており、現在見られる高層建築物のほとんどは1970年代から1980年代に遡り、新たな郊外部の住宅は通常4階から8階建てである。制限の緩和により高層建築物は増える傾向にある。
ユーゴスラビア社会主義連邦共和国となった戦後、1947年にザグレブ見本市が開かれている。その後、1950年代の中頃からサヴァ川の南に、いわゆるNovi Zagreb（新ザグレブ）と呼ばれる新興住宅地ができた。市街は東西方向にも拡大し、かつてはただの村に過ぎなかったドゥブラヴァ (Dubrava)、ポドシセド (Podsused)、ヤルン (Jarun)、ブラト (Blato) などを飲み込んでいった。貨物鉄道のハブとザグレブ国際空港がサヴァ川の南に作られた。南東にある最大の工業地帯 (Zitnjak) は、サヴァ川とプリゴリェ地方 (Prigorje) の間にある市の東側郊外での工業地帯の拡大を代表する。1987年、ザグレブはユニバーシアードの開催都市となった。1991年から1995年にかけて起こったクロアチア紛争時には散発的な戦闘がユーゴスラビア人民軍 (JNA) のバラック周辺で発生しているが大規模な戦災からは逃れている。しかし、1995年5月にセルビア側の攻撃目標とされ2発のロケット砲の攻撃であるザグレブロケット砲撃に遭い7人の市民が死亡している。
19世紀のザグレブはクロアチア再生運動（イリュリア運動）の中心地となり重要な文化的、歴史的な団体の創設が見られた。最初の鉄道がザグレブとズィダニモスト (Zidani Most)、シサク間に1862年に開業し、1863年にザグレブではガスも導入されている。ザグレブでの水道の導入は1878年で、馬車軌道によるトラムの導入は1891年からである。鉄道の建設によって、古くからの郊外部分は徐々にドニ・グラードを特徴付ける中央ヨーロッパの都市では広く一般的な規則的なブロックパターンに、吸収されていった。賑やかな中心部では多くを印象付けるモニュメントや公園、多くの博物館、劇場、映画館などが多くあった。発電所が1907年に造られ、1880年から1914年には大いに繁栄した。地震の後、ザグレブの街は今日も続く特徴的な街路となっている。第一次世界大戦後、労働者階級地区が鉄道線路とサヴァ川の間の地域に現れたが、丘の南斜面のメドヴェディツァの住宅地区の建設は戦間期に終えている。1920年代、人口は70%も増加しザグレブ史上最高の伸びとなっている。1926年、最初のラジオ局が開業し放送を開始した。20世紀の最初の50年間でザグレブは大きく拡大した。第一次世界大戦前、都市や街区は東はスタラ・ペシュチェニツァ (Stara Peščenica)、西はチェルノメレツ (Črnomerec) まで造られている。オーストリア・ハンガリー帝国時代には、ザグレブはドイツ式にアグラムと呼ばれていた。第二次世界大戦中の1941年から1945年まではナチスの傀儡国家であるクロアチア独立国の首都がおかれていたが、同国はドイツの敗戦と共に崩壊した。戦時中、アメリカ軍より爆撃を受けている。
シュマルカルデン戦争のための軍備拡張の一環として、フィリップ寛大伯はこの城を、方形の要塞に拡充した（おそらく1530年から1540年頃）。シュマルカルデン戦争での敗北に伴い、リュッセルスハイム要塞は皇帝カール5世の命令によって1547年に取り壊されたが、1560年頃には早くも再建された。三十年戦争でこの要塞は軍事的には難攻不落の城であったが、協定の取り決めにしたがって何度もその所有者が替わった。プファルツ継承戦争が、この要塞の軍事施設としての性格を確固たるものとした。1688年にこの城はフランス軍によって占領され、その1年後に撤収する際、最終的に爆破された。その後、城趾は様々な用途に利用されたが、1976年以降は市の歴史博物館となっている。さらに市立文書館や郷土協会も城塞内にある。ヘッセン方伯領に編入されたことで、リュッセルスハイムは不便な辺境に位置することとなり、発展することはほとんどなくなった。困窮を物語る典型的なエピソードは、1514年に最初の教区教会を建設する際、木材をフランクフルト市に懇願してやっと建設できたことである。宗教改革では、リュッセルスハイムはヘッセン領であったためプロテスタント化された。16世紀末になると経済的改善の兆しが見られるようになった。1580年には学校が設けられた。しかし三十年戦争が、前向きの兆しの多くを打ち壊した。リュッセルスハイムは何度も襲撃され、1635年にはペスト禍により住民の大半が命を奪われた。荒廃した経済状況のため、リュッセルスハイムを交易都市に改造するというヘッセン＝ダルムシュタット方伯の計画は頓挫した。しかし、リュッセルスハイムはその後、ローカルな行政、商業の中心地の機能を保持するようになった。リュッセルスハイムはその歴史の中で、何度か市場開催権を獲得している。その最初のものは、1437年の皇帝ジギスムントに授与された都市権に付随するものであった。2度目の市場開催権は1686年にヘッセン方伯（女方伯）リザベート・ドロテアから授けられたが、この権利は王位の混乱によって剥奪された。1756年にヘッセン＝ダルムシュタット方伯ルートヴィヒ8世により市場開催権が改めて授けられた。ヨハン・ヴォルフガング・フォン・ゲーテは、1793年のフランス軍によるマインツ包囲戦の際にリュッセルスハイム近くの船橋を渡ったことを書いている。