С 1924 г. Хабаровск становится центром Дальневосточного края, территориального преемника ДВР и Приамурского генерал-губернаторства.
Стремительный рост и преображение города начинается с первых же советских пятилеток. Строятся крупные промышленные предприятия: завод энергетического машиностроения, завод им. С.М. Кирова, нефтеперерабатывающий завод им. С. Орджоникидзе, завод "Авторемлес"; реконструируются действующие, и строятся новые предприятия легкой и пищевой промышленности, расширяется выпуск товаров народного потребления. Основываются первые высшие учебные заведения Хабаровска: медицинский институт, педагогический институт, институт инженеров железнодорожного транспорта. Возле предприятий возникают жилые городки для рабочих и инженерно-технических работников. Так в южной части города вырастает целый район, ныне самый крупный в городе - Индустриальный, в прошлом Сталинский. Застраивается и северная половина города, где появляются вузы - политехнический и народного хозяйства, техникумы, телецентр, жилые микрорайоны. Один за другим в городскую черту попадают небольшие пригородные поселки и, наконец, с городом сливается самый дальний из них, им. Кирова, бывший Осиповский затон. Так сложился еще один крупный район - Краснофлотский. Превращение Хабаровска в крупнейший транспортный узел Дальнего Востока с появлением могучего железнодорожного хозяйства, получившего название Хабаровск-11, а затем с развитием крупнейшего на Дальнем Востоке аэропорта, предопределило рождение еще одного крупного района города - Железнодорожного. Обустраивается центр города. В 1930г. на ул. К. Маркса и в квартале между улицами Фрунзе и Запарина возводится новое административное здание, вместе с ним кинотеатр "Гигант" со зрительным залом на 600 мест. Через квартал от него строится Дом коммуны оригинальной архитектуры. Поднимается управление Дальневосточной железной дороги. Над Амуром возводится здание Амурского управления речного пароходства.
Дальнейшее выполнение планов пятилеток было прервано Великой Отечественной войной. В первые ее дни на фронт ушли около 30 тысяч жителей Хабаровска, они участвовали в боях при защите Москвы и Ленинграда, в Сталинградской битве, битве за Днепр, в разгроме фашистского логова в Берлине. Отказывая себе во многом необходимом, хабаровчане вместе со всем советским народом старались дать больше фронту. В фонд обороны к 1944 г. было собрано 73 миллиона рублей. На средства, собранные молодежью, были построены эскадрильи боевых самолетов "Хабаровский комсомол" и "Хабаровский пионер", танковая колонна и боевые корабли. В августовские дни 1945 г. жители Хабаровска помогали частям Красной Армии и Амурской флотилии в войне с империалистической Японией.