市域西部を流れる荒川は、1907年（明治40年）8月と1910年（明治43年）8月に水害を起こし、特に1910年の水害は関東大水害として知られる。荒川をはじめ埼玉県内の多数の河川が大雨により氾濫し、埼玉県や東京府の広い範囲が浸水するなど、大規模なものとなった。これらの水害を契機に、荒川では「荒川下流改修計画」「荒川上流改修計画」が策定され、一体的な治水対策や河川改修工事が行われるようになった。しかしながら、戦争を含む当時の日本の経済・社会情勢の影響を受け、工事は当初予定よりも大幅に時間を要することとなった。現さいたま市域は、荒川上流改修計画に含まれているが、これによる河川改修工事は、開始年が1918年（大正7年）、付帯工事も含めた終了年は1954年（昭和29年）のことである。これにより、さいたま市付近の荒川は、幅2km弱にわたる河川敷を有することとなった[35]。

1923年（大正12年）の関東大震災は現在のさいたま市域、なかでも浦和と大宮の発展に大きな影響を及ぼすことになる。この時期、埼玉県では主要都市中心部で「耕地整理事業」の名による区画整理が始まっていたが、中でも早期に耕地整理事業が進み、震災の時点で既に中心部付近に整備された碁盤状の街区を設けていた旧浦和町は震災被害も軽微であった（死者は3名[36]）。このため、壊滅した東京や横浜から人口が流入し、特に別所沼の周辺の浦和駅西側地域には画家をはじめとした富裕層や文化人が移住した。彼らは「浦和画家」と呼ばれる文化人コミュニティーを形成し、文教都市浦和の発展に寄与した。一方、大宮ではやはり震災を契機として、大宮町・大砂土村境界部に東京市の小石川から盆栽業者が集団移転し、盆栽村組合が設立されて厳格な景観に対する取り決めを行い、盆栽村が形成された。これら関東大震災後に浦和・大宮に花開いた文化は、現在でも文化的遺産となっている。

1927年（昭和2年）に宮脇梅吉が埼玉県知事に就任。宮脇は、県庁のある浦和の単独市制もしくは浦和・大宮・与野の三町と六辻・三橋の二村の合併による一大都市圏実現を構想した。宮脇は在任わずかで他県に転出して実現しなかったが[37]、1931年（昭和6年）に宮脇が再び埼玉県知事に就任。持論を再び展開し、日進を加えて三町三村の合併による「大埼玉市構想」を強く提唱した[37]。しかし大宮町の負債総額が浦和町を大幅に上回っていたことから浦和町が合併に消極的であったといわれ[38]、合併は実現しなかった。1934年（昭和9年）、市制施行により浦和市が発足。これは都道府県庁所在地として最も遅い市制施行であった。また、浦和・大宮・与野・六辻・三橋の1市2町2村の上水道を取り扱う「埼玉県南水道組合」（後の埼玉県南水道企業団、現：さいたま市水道局）が設立され、「大埼玉市」構想の一部が実現した[37]。

1939年（昭和14年）には浦和市が、与野・六辻と戸田・蕨などの一市三町六村での合併を呼びかけ。大宮町も、浦和市・与野町との独自の合併案を提示した[37]。翌年の1940年（昭和15年）、埼玉県が仲介して大宮案での合併交渉に入り、六辻・日進を加えて一市三町五村での合併で一応の合意にこぎつけたが、各論では反対が続出して交渉は打ち切りとなった。大宮町は、交渉不調に備えて別個に合併交渉を進めていた日進・三橋・宮原・大砂土の4村と11月に新設合併を行い、大宮市が発足。1943年（昭和18年）には、埼玉県知事の大津敏男が浦和・大宮・与野との二市一町で埼玉市を設立する合併構想を打ち出すも、戦争の激化により立ち消えとなった。

太平洋戦争中は、埼玉県内を管轄する浦和連隊区司令部が置かれ、戦争末期の1945年（昭和20年）には、浦和に第36軍が置かれた。市域では4月14日に浦和と大宮が、5月26日に再び浦和が空襲を受け死傷者が生じ、また浦和への爆撃予告ビラが投下されるなどしたが、県内最大の空襲である熊谷空襲のような大規模空襲に遭うことはなかった[39]。終戦後進駐軍の占領下になると埼玉会館に埼玉軍政部が置かれた。
現代みそのウイングシティ

2001年に戦前（1927年）から数度浮上した合併構想が結実し、浦和・大宮・与野の合併によりさいたま市が発足した。2005年には岩槻を編入し現在に至っている（下記）。戦後、現市域内のインフラ整備は著しく、浦和市域を東西に走る武蔵野線（1973年）、浦和・与野・大宮の3市を南北に走る埼京線（1985年）および東北新幹線・上越新幹線（1982年、大宮駅以南の開業は1985年）などを初めとした鉄道路線が開業し、浦和・岩槻の2市を南北に通る東北自動車道（1972年、岩槻IC以南の開業は浦和ICまでは1980年、浦和TB以南は1987年）、浦和市域を東西に通る東京外環自動車道（1992年、市域内にインターチェンジの設置はされなかった）、浦和・与野・大宮の3市を南北に通る首都高速道路埼玉大宮線（1998年）などの高速道路や、新大宮バイパス・上尾道路、西大宮バイパス・東大宮バイパス・岩槻春日部バイパス、蓮田岩槻バイパス・岩槻鳩ヶ谷バイパスなどの国道バイパスを始めとした一般道路の整備が行われた結果、至近の現市域も人口流入が進んだ。特に浦和市は県庁所在地として、大宮市は商業の中心としてそれぞれ発展した。平坦な地形から住宅開発が進み、旧4市域の人口は1990年代に100万人を超え、合併後には130万人となり、京都市に次ぐ国内9位の都市となった（日本の市の人口順位参照）。現在も複数の区画整理事業（一覧）が進められており、今後も市街地の拡大が見込まれる。埼玉スタジアム2002を中心としたみそのウイングシティは、計画人口3万人以上の市内最大規模の開発事業となった。また、主要駅周辺部では再開発事業（一覧）が活発化し、高層建築物が増加した。市内で最も高さがある建物はさいたま新都心にあるランド・アクシス・タワー（略称：L.A.タワー）（168m）、最も階数が高い建物はライブタワー武蔵浦和（38階）となっている。2023年SDGs先進度調査において全国815市区のうちさいたま市が1位となった。
浦和市・大宮市・与野市の合併

合併に関する経過と合併後の沿革。旧市に関する詳細な歴史は各4市の項目を参照。

1953年（昭和28年） - 9月、町村合併促進法が制定される。いわゆる「昭和の大合併」の始まり。

1954年（昭和29年） - 2月、埼玉県が県内323市町村を81市町村にまで合併再編する合併試案を示し、浦和市・大宮市周辺では浦和市・大宮市・与野町・大久保村・土合村の2市1町2村による合併試案が示される。しかし浦和市は大久保村・土合村を編入する合併、大宮市は周辺6村を編入する合併を構想し、この枠組みでの合併は実現せず[40]。11月、与野町が大久保村に合併を申し込むも、実現せず[41]。

1955年（昭和30年） - 1月、浦和市が大久保村・土合村を編入、大宮市が周辺6村（指扇村・馬宮村・植水村・片柳村・七里村・春岡村）を編入。2月、与野町議会に北部を大宮市、南部を浦和市に編入させ、中央部を残存させる案が提出されるも、反対議員や町民が議場を取り囲んで開会できず、与野町はそのまま残る[42]。

1958年（昭和33年） - 市制施行により与野市が発足。

1962年（昭和37年） - 浦和市議会が、三市と川口・蕨での五市合併を呼びかけ。第一段階で三市、第二段階で川口・蕨との合併をするというものだった。

1973年（昭和48年） - 三市の市長が合併に関して初会談。また、北九州市の合併推進派の理論的支柱となった都市社会学者の磯村英一が、三市について「合併しなければ、背を向け続けるであろう」と警告。

1980年（昭和55年） - 10月、県南中央地域の都市間相互のゆるやかな連合を掲げ、浦和市、大宮市、与野市、上尾市、伊奈町の4市1町および埼玉県による「埼玉中枢都市首長会議」が発足。