1906年4月18日早上5:12，旧金山发生了8.25级大地震。由于煤气管爆裂，城里各处引发了多起大火，火灾使该城迅速变为一片火海，在80公里外还清晰可见刺眼的火光及冲天的浓烟。大火整整烧了3天，旧金山成为了一片废墟。在这次地震中，有3200人丧生，25万人无家可归，514条街道、2.8万幢建筑焚毁倒塌。但是，旧金山在经历了这样大的灾难后却如浴火凤凰般，以不到六年的时间重新建设了一座更新、更现代化的城市。1915年的世界博览会在旧金山举行，标志着旧金山已经彻底从废墟中复活了！

太平洋世博会

旧金山为了庆祝连接大西洋和太平洋的巴拿马运河竣工，另一方面显示在1906年大地震后重建的新市貌，而于1915年在现今的滨港区举行了巴拿马-太平洋世界博览会。地震后的旧金山重建非常迅速，地震时被震毁市政厅，也赶在1915年于原地重建完毕，在世界博览会举行时已经完全看不到地震灾后的影响。旧金山当时为了加速重建工程，许多建筑物省略了防震设计，忽略了当初地震所带来的警惕，这也导致后来1989年大地震造成许多建筑物损毁。世界博览会从1915年2月20日-12月4日，展地范围从东边梅森碉堡往西延伸到艺术宫。当时博览会金碧辉煌的建筑物在展后几乎全部拆除，只剩下艺术宫和其后面科博馆的建筑物，日本茶园（已移至 Belmot 市），还有市政厅旁的比尔·格雷厄姆市政礼堂。

1936年连接旧金山和奥克兰的海湾大桥竣工 1937年连接旧金山和马林县的金门大桥竣工 1939年于金银岛举行金门世界博览会 1945年联合国51个创始成员在旧金山签订联合国宪章1951年同盟国与日本签订《旧金山和约》，正式终止对日本的战争。1978年当时市长马斯可尼和市议员哈维·米尔克在市政厅内遭到枪杀。

普雷塔地震

1989年10月17日5:04pm，位于旧金山南边97公里的圣塔克鲁兹山区的圣安地列斯断层滑动，发生6.9级地震，位于同地震带的旧金山湾区亦造成许多伤亡。

旧金山的滨港区源为1906年大地震后填土造地所建，地震发生时引起了泥土液态化，土地随着震波上下摇摆，造成许多房屋损毁并引起大火。双层通行的海湾大桥位于奥克兰段的上层道路断裂，最严重的位于奥克兰市，连接海湾大桥的双层尼米兹高速公路的上层完全震垮，造成42人在车内被压死。当时旧金山南边的烛台球场正准备举行旧金山巨人队和奥克兰运动家的美国职棒世界大赛，此次地震经由电视转播即时传遍了世界各地，世界大赛因此延后了十日，这次地震后来又称为世界大赛大地震或是1989年大地震。

此次地震结果造成尼米兹880洲际高速公路改道重建，经由11年后直到2000年才竣工完毕，海湾大桥虽然在地震后一个月重建通行，但经过安全考量，海湾大桥奥克兰段必须改建新桥段，新桥段将于2013年建造完成。横跨旧金山码头区，连接海湾大桥和金门大桥的480双层高速公路在地震后拆除，480号高速公路拆除后让港口码头区重获新生，开放式的空间规划让港口码头区重新恢复20世纪初繁荣的景象。此次在地震中唯一没受影响的湾区捷运在地震后成为连接东湾和旧金山的主要交通工具，灾后头两个月的每日载客量从22万名旅客徒增到33万名旅客。当时已取消了多年的湾区接驳运输船，在地震后重新开辟阿拉米达、奥克兰、伯克利连接旧金山的路线。此次地震造成各地共57人死亡，一万两千栋房屋损毁，旧金山往后的都市计划因此大为改变，许多建筑物必须加强防震措施或是改建。大地震的影响一直延续到今日。