Em 12 de junho de 1991, os habitantes da cidade de Leningrado pronunciaram-se por meio de referendo para que a cidade retomasse seu nome original de São Petersburgo. A decisão popular tornou-se efetiva em 6 de setembro de 1991. Contudo, a região manteve seu nome soviético – Oblast de Leningrado.
Anos antes, em 7 de novembro de 1917, os bolcheviques, liderados por Vladimir Lênin, invadem o Palácio de Inverno no episódio histórico considerado o estopim da Revolução de Outubro – outubro devido ao calendário juliano vigente – e derrubam a república burguesa, transferindo o poder aos soviets e permitindo a ascensão do proletariado ao poder. O ataque ao Palácio, sede oficial do czar e símbolo do absolutismo russo, foi anunciado pelo estrondo de um tiro de canhão do cruzador Aurora.
A cidade receberia o título de "a cidade das três revoluções", uma alusão aos três grandes eventos que mudariam os rumos da história política da Rússia no início do século XX: a Revolução de 1905; a Queda da Monarquia e a Proclamação da República em fevereiro de 1917; e a Revolução Bolchevique. Antes já carregava o epíteto de a "Veneza do Norte", atravessada pelo grandioso rio Neva e seus inúmeros canais.
Ainda em 1917, tropas alemãs invadiram a Estônia, ameaçando a então Petrogrado (outro nome da cidade entre 1914 a 1924) de bombardeios e uma possível invasão. Em março de 1918, os sovietes transferiram a capital para Moscou.
Em 26 de janeiro de 1924, cinco dias após a morte de Lênin, a cidade foi rebatizada de Leningrado. A cidade tem mais de 230 locais associados com a vida e as atividades do líder revolucionário, o que lhe rendeu o codinome de "cidade de Lênin", ainda que ele não tenha nela nascido.
Nos anos 1920 e 1930, as periferias foram reconstruídas de forma planejada, fazendo com que a arquitetura construtivista florescesse. A habitação tornou-se uma preocupação do governo e muitos dos imensos apartamentos da elite serviram de moradia comunal para diversas famílias numerosas, inaugurando as chamadas kommunalkas.
Já na década de 1930, 68% da população da cidade vivia nesse tipo de moradia. Em 1935, um novo plano geral foi elaborado, fazendo a cidade expandir para o sul. O construtivismo foi descartado para promover o classicismo socialista que valorizava a estética. O então líder soviético Joseph Stálin adotou um plano para construir um novo palácio para a cidade, com uma grande praça com acesso à avenida Moskovski, que deveria se tornar a artéria da cidade ao lado da tradicional Nevsky Prospect. O caos decorrente da II Guerra Mundial, entretanto, anulou os planos de modernização de Leningrado.
Leningrado se encontrava após o Cerco dos 900 Dias e da Grande Guerra Patriótica em situação deplorável com escombros por toda parte. Símbolo da resistência soviética aos invasores nazistas e do inenarrável sofrimento causado pelo cerco, sua reconstrução tornou-se uma questão de honra para a União Soviética. Consagrada ainda em 1945 como ‘‘cidade heroica’’, em muito pouco tempo um milhão de trabalhadores, engenheiros, arquitetos e artistas se puseram a reconstruir a cidade com a determinação de restaurar por completo os edifícios mais prestigiosos. Além do mais, novos quarteirões são edificados. O volume de novas residências teve o seu auge em 1963.
Em 1953, em comemoração ao 250º aniversário de sua fundação pelo czar "Pedro, o Grande", projetaram-se amplas festividades. Contudo, a morte recente de Stálin interrompeu a programação que finalmente teve lugar em 1957 sob Nikita Kruchev, sem mencionar que se tratava efetivamente do 254º aniversário.
No curso dos anos seguintes, a cidade e seus arredores conservam seu papel de grande região industrial e de principal centro científico da União Soviética. Contudo, estava claro que o coração político e cultural se havia transferido definitivamente para Moscou.
Em 1988, um incêndio na Academia de Ciências destruiu perto de um milhão de obras estocadas em sua biblioteca. Em 1989, o centro da cidade foi declarado zona protegida.
Durante a tentativa de ‘putsch’ contra o presidente Boris Yeltsin em outubro de 1993, o prefeito de São Petersburgo, Anatoli Sobtchak, reúne seus partidários para manifestarem-se diante do Palácio de Inverno contra os golpistas.
Em 1991, a superfície da cidade cresce consideravelmente com a incorporação das cidades satélites como Kolpino, Krasnoie Selo, Pushkin, Lomonossov, Pavlovsk, Kronstadt, Peterhof, Sestroretsk e Zelenogorsk que deixaram de pertencer à província de Leningrado (São Petersburgo tem status de cidade federal).
Em 27 de maio de 2003, os festejos do 300º aniversário de fundação são celebrados. Para a ocasião, quarteirões da cidade velha e diversos palácios são restaurados. Como as restaurações em boa medida se restringiram às fachadas e a alguns dos edifícios mais famosos, os críticos ressaltavam que se tratava de uma restauração à moda dos vilarejos de Potemkin. Todavia, as críticas diminuiram com a continuidade dos trabalhos após o jubileu do tricentenário e continuam até os nossos dias, em boa parte, com a mudança do regime político, devido aos investimentos privados.