В 19-ом веке из жителей Воронежа были сформированы более десяти воронежских полков народного ополчения для участия в Отечественной войне 1812 года. Крымская война тоже не прошла бесследно для города. В 1832 году была организована праздничная церемония открытия мощей св. Митрофана, которую посетил император Николай I. А в 1853 году в городе была проведена первая выставка сельских творений 5-и чернозёмных губерний.
В 1912 году были сооружены Отрожские железнодорожные мастерские, ставшие впоследствии основой Воронежского вагоноремонтного завода. Через год открывается первое в городе высшее учебное заведение – сельскохозяйственный институт имени Петра Великого (сейчас это Воронежский государственный аграрный университете). В соответствии с решением городской Думы, 28 августа 1914 года Воронеж становится членом Всероссийского союза городов, который был учреждён для того, чтобы оказывать помощь больным и раненым офицерам и солдатам. Также союз сотрудничал с обществом Красного креста и Всероссийским земским союзом. В то же время из Риги в Воронеж переводят завод «Рихард Поле» (сейчас завод имени Коминтерна).
С 1917 г. начинается новый период в истории и развитии Воронежа. Советская власть действует в городе с 30 октября 1917 года. Спустя некоторое время из оккупированного немецкими войсками города Юрьева, находящегося в Эстонии, был перевезен университет, впоследствии ставший основой функционирующего по сегодняшний день Воронежского государственного университета. Во времена Гражданской войны Воронеж является настоящей боевой ареной между Добровольческой армией Деникина и советскими войсками, а именно корпусом под командованием Буденого. После окончания всех войн и установления советской власти жители города постепенно восстанавливают разрушенное хозяйство.