15世纪中期莫斯科已成为统一的俄罗斯国家的都城，一直到18世纪初。1712年彼得大帝迁都圣彼得堡，但莫斯科仍是俄罗斯最大的经济、政治和文化中心，发挥着俄国第二都城的作用。1755年建立俄国第一所大学──莫斯科大学（今莫斯科国立罗蒙诺索夫大学）。1812年拿破仑率领的法军占领莫斯科后，这个城市在大火中焚毁，但很快又重新建设起来。1813年成立莫斯科城市建设委员会，开始大规模城市改建。1851年通铁路。

1917年十月社会主义革命期间，莫斯科紧随彼得格勒之后，也举行了武装起义，建立了苏维埃政权。苏维埃政府和共产党中央委员会于1918年3月从彼得格勒（后改名圣彼得堡）迁到莫斯科，1922年12月莫斯科正式成为苏联首都，也是世界上第一个社会主义国家即苏维埃社会主义共和国联盟的首都。

1960年，政府附近一些城镇纳入城市范围，组成大莫斯科区。1987年，莫斯科市政当局将每年9月的第一个双休日定为城庆日，举行各类城庆活动。1991年12月21日苏联解体，莫斯科成为俄罗斯联邦的首都。