Пережив целую цепь социальных потрясений, Пенза сохранила приверженность новому лозунгу: “Когда стреляют пушки, музы не молчат”. В первые послереволюционные годы в Пензе по инициативе композитора А.В. Касторского была создана народная консерватория, давшая в жизнь путевку бывшему солисту Большого театра И.М. Скобцову. В том же году патриот Пензы и творец ее культурных достижений Ф.П. Вазерский создал театр “Тема” в составе театральных мастерских, музыкальной и драматургической студии, оперного и балетного классов. Бывший дирижер Большого театра, народный артист СССР Б.Э. Хайкин отмечал большую роль Ф.П. Вазерского в своем профессиональном становлении. В Пензе успешно действовали институт народного образования рабфак, 12 техникумов, 16 школ 1 ступени, 2 школы 2 ступени, 1-2 ступени – 8 школ.
Социальные катаклизмы не могли отразиться на внешнем облике Пензы.
При неизменных размерах территории города количество его населения сократилось. Вместе с беженцами в Пензе 1917 г. проживало свыше 102 тыс. человек, а в 1923 г. в Пензе зафиксировано немного больше 70 тыс. человек. Некогда разгромленные на Московской улице и Базарной площади магазины после окончания войны постепенно возвращались их прежними владельцам, чему способствовал переход к НЭПу . В 1924 г. товарооборот частной торговли Пензы составлял 52.8 % от объема всего оборота города. Налаживалась работа и крупных промышленных предприятий, которых в 1924 г. насчитывалось 20, и на них было занято около 3 тыс. человек. В 1925 г. сдана в эксплуатацию кондитерская фабрика, в 1930 г. – городская электростанция, в 1929 г. - швейная и бисквитная фабрики, в 1930 г. – завод фруктовых вод.
В 1928 г. Пенза утратила статус губернского города и в результате бесконечных реформ попадала под различное административное подчинение. В эти годы Пенза не получала достаточного финансирования, отвлекаемого на поддержание тех городов, которым Пенза подчинялась. Пенза развивалась как второстепенный город. 4 февраля 1939 г. Указом Президиума Верховного Совета СССР образуется Пензенская область, население которой составляло 1,649 тыс. человек, в Пензе проживало около 160 тыс.. Пенза получала статус областного центра с довольно ощутимым промышленным потенциалом. Скромные полукустарные мастерские, гордо именуемые заводами, превращались в хорошо технически оснащенные промышленные предприятия. Чугунолитейный завод И.М. Лобанова в 1930-х гг. освоил производство санитарно-дезинфекционного оборудования (автоклавы дезинфекционные камеры и пр.). Заново создана и легкая промышленность: в эти же годы в Пензе была введена в эксплуатацию швейная фабрика К. Цеткин. Визитной карточкой становились велосипеды, производство которых завод им. Фрунзе освоил одним из первых в СССР. Для выяснения их эксплуатационных качеств были организованы длительные велопробеги в Оренбург, Москву, Батуми, Комсомольск-на-Амуре. Известность заводу создавали токарно-револьверные, настольно-фрезерные и горизонтальные станки. Труд 54 новаторов и передовиков производства завода в предвоенные годы был отмечен орденами и медалями СССР. Удельный вес промышленного потенциала Пензы дополняла и построенная в предвоенные годы бисквитная фабрика, выпускавшая в 1938 г. продукции на 20 млн. руб., вновь созданная карамельная фабрика производила конфет на 1 млн. руб.. Дальнейшее и успешное развитие получила бумажная фабрика “Маяк революции”, которая накануне войны получила государственный Заказ на изготовление особой картографической бумаги для большого советского Атласа мира. В апреле 1935 г. в Пензе было начато строительство 3-го по счету в СССР Часового завода, а к декабрю 1937 г. было собрано 3823 первых наручных часов.
Промышленный взлет Пензы вызвал восторг и гордость за свой родной город у писателя А.Г. Малышкина, который писал в газете “Правда”: “… нет больше провинциальной щедринской Пензы. Над Пензой тот же воздух, что и над Москвой, над Рязанью, над Хабаровском… Нет больше провинции – Пензы… Новый город…”.
Обретение Пензой небывалого промышленного потенциала вызвало развитие современной для тех лет социальной инфраструктуры. Впервые в Пензе развернулось большое жилищное строительство. На северной окраине города, близ завода им. Фрунзе, вырос рабочий городок с фабрикой – кухней, гостиницей, баней, больницей, домом культуры и техники. На фоне старой Пензы новый городок смотрелся осколком Столичного города.В Пензе было установлено 500 фонарей. Среднесуточный отпуск электроэнергии достигал почти 37 тыс. киловатт-часов. В городе было разбито 7 парков и скверов, в 1940 г. вступила крупная теплоэлектроцентраль. В 1939 г. сеть культурных учреждений Пензы составляли 29 библиотек с книжным фондом в 200 тыс. томов. 2 музея, 2 театра, три кинотеатра. В 1934 г. был построен самый крупный в городе дом культуры им. С.М. Кирова. В городе сложились благоприятные условия для получения образования: в 55 школах обучалось свыше 27 тыс. человек, в 15 техникумах 5110 человек получали профессиональную подготовку. В 1939 г. открыт педагогический институт. По сравнению с предреволюционными годами расширилась сеть здравоохранения. В 1938 г. в Пензе имелось 9 больничных учреждений на 1282 койки. В больницах и поликлиниках было занято 214 врачей и 807 специалистов среднего медицинского состава.
В Великую Отечественную войну Пенза вступила как стабильно развивающийся промышленный и культурный центр большого региона. 1 июля 1941 г. областное руководство приняло постановление о перестройке работы на военный лад и определила основные направления этой перестройки: Мобилизация военнообязанных, формирование частей и соединений, подготовка боевых резервов для фронта, организация производства вооружения и боеприпасов, материально-техническая помощь фронту. За годы войны было проведено 6 очередных призывов в Советскую армию, прошли 12 партийных и комсомольских мобилизаций. Пензяки вступали в сформированные на территории области 10-ю армию, 5 стрелковых дивизий, 4 стрелковые бригады, 2 танковые бригады и др. соединения.Высокого звания Героя Советского Союза удостоены уроженцы Пензы Н.П. Шикунов, Н.П. Корсаков, В.П. Косачев, П.И. Мацыгин, Н.А. Бобров. Наши земляки увековечили родной город: на закопченных стенай Рейхстага они начертили “А мы из Пензы”, “г. Пенза – Берлин. В.С. Кронькин”.
Победу на фронте обеспечивал и тыл. В Пензу было эвакуировано много предприятий наркомата минометного вооружения: завод счетно-аналитических машин (Москва), завод “Вперед” (Ленинград), завод им. Ленина (Воронеж), завод текстильного машиностроения (Харьков), наркоматавиационной промышленности, завод № 450 (Воронеж); наркомата общего машиностроения – завод им. Ленина (Воронеж); наркомата боеприпасов – центрально-конструкторское бюро № 22 (Ленинград). В годы войны Пенза превратилась в крупнейший в СССР центр по производству боеприпасов. Заводы №№ 50, 163, 740, 744, 807 и др. выпускали взрыватели для артиллерии и минометов, капсулы и детонаторы, запалы и трубки для минометов, минометы, авиабомбы, приборы управления зенитным огнем, отдельные детали для военного самолетостроения. Каждый 10-й снаряд и мина, выпущенные в годы войны по врагу, имели пензенское происхождение. Завод № 740 специализировался на выпуске сухопутных и морских пусковых установок для “Катюш”.
За свой героический труд по снабжению фронта боеприпасами и военной техникой велозавод им. Фрунзе награжден орденом им. Ленина (1945), Пензенский часовой завод – орденом Отечественной войны 1-й степени (1945). Вклад Пензы в общее дело Победы 14 февраля 1985 г. отмечен награждением областного центра орденом Трудового Красного Знамени.Около 35 тыс. горожан были награждены медалью “За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.”.
В 1941 г. был возведен Пензенский оборонительный рубеж протяженностью 350 км с устройством сотен дотов и дзотов, огневых позиций, тысяч землянок. Пенза была поделена на 3 сектора обороны: к северу от железной дороги Москва-Куйбышев, к югу от этой дороги до ул. Горького и к югу от ул. Горького.
Квалифицированные командные кадры для Советской армии готовили организованные в Пензе артиллерийское и минометное училища, из которых вышли Герои Советского Союза Н.И. Винников, В. Бернотенов, Г.В. Ляхов. Впоследствии на их базе было создано Высшее артиллерийское инженерное училище им. Н.Н. Воронова, отмеченное орденом Красной Звезды.
Память о ратных и трудовых подвигах пензяков увековечена мемориальными досками на исторических зданиях и мемориальными комплексами на территориях велозавода, локомотивного и вагонного депо ст. Пенза-III и др. местах.В 1970 г. в сквере им. 40-летия ВЛКСМ (напротив кинотеатра “Родина”) открыт монумент в честь героев Советского Союза и Героев Социалистического труда, связанных с Пензенским краем. В 1975 г. на пр. Победы открыт памятник – мемориал в честь пензенцев, отдавших свои жизни за свое Отечество в годы Великой Отечественной войны.
Послевоенная история Пензы развивалась в русле перевода промышленности на мирный лад и дальнейшего развития социальной сферы. Основанные на эвакуированном оборудовании заводы в больших масштабах осуществляли техническое перевооружение, строились новые предприятия. В строй действующих вошли “Пензхиммаш” (1952), Компрессорный (1949), счетно-аналитических машин (1949), 2-й арматурный (1957). В 1951 г. на Часовом заводе был пущен пульсирующий конвейер по сборке часов, а бумажная фабрика “Маяк революции” удостоено звания “Фабрика отличного качества”. Пенза с развитыми отраслями, определяющими научно-технический прогресс, выходила на передовые позиции в народно-хозяйственном комплексе СССР. Возникшие в городе новые отрасли промышленности вызвали создание разветвленной сети научно-исследовательских экспериментальных институтов и проектно-конструкторских бюро. Ведущее развитие в городе получили приборостроение, машиностроение, пищевая и легкая промышленность. В середине 50-х гг. продукция Пензенских предприятий вышла на мировой рынок.