После пожара 1812, уничтожившего более 2 /3 зданий М., для восстановления города была создана Комиссия для строения Москвы (1813—43, один из руководителей — архитектор О. И. Бове). Под её наблюдением проводились большие градостроительные работы; были созданы ансамбли центральных площадей М. — Красной площади, Театральной (ныне площадь Свердлова); на месте р. Неглинной, заключённой в трубу, у Кремля был разбит Александровский сад; строились монументальные общественные сооружения [Большой театр (см. Большой театр СССР ), Манеж , Московский университет (старое здание; 1786—93, архитектор М. Ф. Казаков, перестроено в 1817—19, архитектором Д. И. Жилярди), Екатерининский институт (ныне Дом Советской Армии ), Триумфальные ворота (см. Арка триумфальная ), Вдовий дом (ныне институт усовершенствования врачей; 1809—11, архитектор И. Д. Жилярди, перестроен в 1818, архитектором Д. И. Жилярди); усадьбы Кузьминки (1820-е гг.), Усачёвых — Найденовых на ул. Чкалова (1829—31) — обе архитектор Д. И. Жилярди; Провиантские склады (1821—35, архитекторы В. П. Стасов, Ф. М. Шестаков; см. илл. )]. В рядовой застройке М. в этот период заметную роль играют так называемые образцовые (типовые) проекты жилых домов, типовые детали.
Во 2-й половине 19 — начале 20 вв. появляются новые типы зданий (доходные дома, торговые фирмы, банки, вокзалы). Резко углубляется контраст между буржуазными кварталами с их деловым центром и рабочими районами, лишёнными минимальных удобств. Всякая попытка рациональной перепланировки города, увеличения общественных зелёных насаждений, выпрямления кривых переулков наталкивалась на запрет нарушения частной собственности. Несмотря на успехи строительной техники, архитектура этого времени отмечена чертами упадка. В каменном строительстве 2-й половины 19 в. преобладает эклектика. В «русско-византийском стиле» построен Николаевский (ныне Ленинградский) вокзал (1849, архитектор К. А. Тон), с использованием мотивов «узорочной» и «нарышкинской» архитектуры 17 в. — Исторический музей , здание Городской думы (ныне Центральный музей В. И. Ленина, см. Музей В. И. Ленина ), Казанский вокзал (1914—26, 1941, архитектор А. В. Щусев), главный фасад Третьяковской галереи (начало 1900-х гг., по рис. В. М. Васнецова), в неоклассическом стиле — Музей изящных искусств (см. Изобразительных искусств музей ). В стиле «модерн» построены Художественный театр (1902), особняк Рябушинского на ул. Качалова (1900), Ярославский вокзал (1902; все три — архитектор Ф. О. Шехтель).
Коренное переустройство М. на основе новых принципов градостроительства началось после Октябрьской революции 1917. В 1918—25 был разработан план «Новая Москва» (коллектив архитекторов под руководством А. В. Щусева), в котором отчётливо звучат идеи социалистического преобразования города и предвосхищены отдельные принципиальные положения генерального плана 1935. Для улучшения условий жизни трудящихся и ликвидации трущобных окраин в 1920-х гг. были возведены комплексы жилых домов с типовыми секциями в районах ул. Усачёва (1924—30, архитектор А. И. Мешков, инженер Г. А. Масленников), Дубровских ул. (1926—27, архитекторы М. И. Мотылёв, Д. Н. Молоков, А. В. Юганов и др.), Дангауэровки (1929—35, архитекторы М. И. Мотылёв, Б. Н. Блохин, А. М. Вагнер и др.; см. илл. ). Они представляли собой принципиально новый тип рабочего жилища. Озеленённые просторные дворы, сквозное проветривание, рациональная планировка квартир, балконы, наличие коммунальных удобств свидетельствуют о переломе в массовом жилищном строительстве. Среди общественных зданий этого периода, для которых характерны свобода композиции простых геометрических объёмов, рациональность конструктивных решений, выразительность контрастных сопоставлений остеклённых и глухих поверхностей, — радиобашня (1921, инженер В. Г. Шухов; см. илл. ), дом газеты «Известия» (1925—27, архитектор Г. Б. Бархин; см. илл. ), комбинат газеты «Правда» (1929—35, архитектор П. А. Голосов; см. илл. ), Министерство сельского хозяйства СССР (1928—33, архитектор А. В. Щусев), Центральное статистическое управление СССР (1928—35, архитектор Ле Корбюзье, при участии архитектора Н. Д. Колли; см. илл. ), новые корпуса Библиотеки СССР им. В. И. Ленина (см. илл. ), Планетарий (1928, архитекторы М. О. Барщ, М. И. Синявский), клуб им. И. В. Русакова (1927—29, архитектор К. С. Мельников), Дворец культуры автозавода им. И. А. Лихачева (1930—34, архитекторы братья Веснины; см. илл. ). В 1924—30 на Красной площади был сооружен Мавзолей В. И. Ленина (архитектор А. В. Щусев) — выдающееся произведения советской архитектуры (см. илл. ). 10 июля 1935 ЦК ВКП (б) и СНК СССР приняли постановление «О Генеральном плане реконструкции Москвы» (разработан архитекторами В. Н. Семёновым, С. Е. Чернышёвым и др.), в котором сохранялась исторически сложившаяся радиально-кольцевая структура города и предусматривались освоение новых районов, создание новых кольцевых и радиальных магистралей. На основе этого плана развернулись огромные градостроительные работы. Старая М. с хаотической застройкой узких улиц и переулков начала превращаться в город просторных площадей и магистралей с элементами целостного архитектурного оформления благоустроенных набережных и парков. В процессе реконструкции центра была создана Манежная площадь (ныне площадь 50-летия Октября), на месте мелких лавок Охотного ряда выросли гостиница «Москва» (1932—38, архитекторы А. В. Щусев, О. А. Стапран, Л. И. Савельев), здание Госплана СССР (1932—36, архитектор А. Я. Лангман). Тогда же были реконструированы крупнейшие магистрали: ул. Горького (1937—39, архитектор А. Г. Мордвинов, инженер П. А. Красильников), Большая Калужская ул. (ныне часть Ленинского проспекта; 1939—40, архитекторы А. Г. Мордвинов, Д. Н. Чечулин, Г. П. Гольц и др.), Можайское шоссе (ныне часть Кутузовского проспекта; 1938—40, архитектор З. М. Розенфельд и др.). Кварталы М. застраивались многоэтажными жилыми домами, в том числе из крупных блоков (на Валовой ул., на Большой Полянке, на Ленинградском проспекте — все 1938—41, архитекторы А. К. Буров, Б. Н. Блохин). Во всех районах были построены многочисленные школы, клубы, кинотеатры, административные и правительственные учреждения. Среди них — Академия им. М. В. Фрунзе (1937, архитекторы Л. В. Руднев, В. О. Мунц) и др. В процессе преобразования М. решались проблемы транспорта и обводнения Москвы-реки. В 1935—39 вступили в действие первые очереди метрополитена , станции которого имеют художественно-архитектурное оформление, — «Кропоткинская» (1933—35, архитекторы А. Н. Душкин и др.), «Лермонтовская» (1935, архитекторы И. А. Фомин и др.), «Маяковская» (1938—39, архитектор А. Н. Душкин; см. илл. ). Благодаря постройке канала им. Москвы (1932—37, архитекторы А. М. Рухлядев, В. Ф. Кринский, инженер В. М. Перлин и др.; см. Москвы имени канал ) разрешились задачи водоснабжения столицы и развития судоходства по Москве-реке. В 1936—39 были полностью перестроены мосты, в том числе Москворецкий (архитектор А. В. Щусев, инженер В. С. Кириллов), Крымский (архитектор А. В. Власов, инженер Б. П. Константинов). В 1939 была создана ВСХВ (перестроена в 1954, ныне Выставка достижений народного хозяйства СССР ). Проводились работы по озеленению; созданы и реконструированы парки: Центральный парк культуры и отдыха им. Горького (1935—41, главный архитектор А. В. Власов), Измайловский (1931, архитекторы М. П. Коржев, М. И. Прохорова), Сокольнический (существует с 1878, реконструирован в 1931), благоустроены скверы (Александровский сад и др.).
Преобразование и развитие М. возобновилось в более широких масштабах после 1945. Продолжалось строительство метрополитена, развернулась комплексная застройка жилых районов в Измайлове, на Октябрьском поле, на Песчаных улицах, начал создаваться жилой район на Ю.-З. Реконструировались бульвары и скверы, в 1949—50 был создан сквер на Пушкинской площади (архитекторы А. М. Заславский, М. А. Минкус), распланированы новые крупные парки и зелёные массивы в юго-западном районе. Большое значение для планомерной застройки М. и создания новых архитектурных ансамблей имели разработка 10-летнего плана М. на 1951—60, осуществленная под руководством архитектора Д. Н. Чечулина, и учреждение в 1950 института магистральных архитекторов («Моспроект»). Планируя застройку магистралей, улиц, кварталов целостными комплексами, архитекторы стремились сочетать высокий уровень техники и бытовых удобств с градостроительными требованиями. Заметным событием явилось сооружение высотных зданий, которые подчеркнули радиально-кольцевую структуру городского плана и исторически сложившийся силуэт М., — университета на Ленинских горах (см. Московский университет ; 1949—53, архитекторы Л. В. Руднев, С. Е. Чернышёв, П. В. Абросимов, А. Ф. Хряков, инженер В. Н. Насонов), Министерства иностранных дел на Смоленской площади (1948—52, архитекторы В. Г. Гельфрейх, М. А. Минкус, инженер Г. М. Лимановский; см. илл. ), жилых домов на площади Восстания (1950—54, архитекторы М. В. Посохин, А. А. Мндоянц, инженер И. В. Вохомский) и на Котельнической набережной (1948—52, архитекторы Д. Н. Чечулин, А. К. Ростковский, инженер Л. М. Гохман), административно-жилого здания на Лермонтовской площади (1953, архитекторы А. Н. Душкин, Б. С. Мезенцев, инженер В. М. Абрамов), гостиницы «Украина» (1957, архитекторы А. Г. Мордвинов и др., инженер П. А. Красильников).