В 1920 году город Юзовка оказался под контролем красной армии и вошел в состав вновь образованного Союза Советских Социалистических Республик. Уже в 1923 году в честь генерального секретаря центрального комитета коммунистической партии советского союза Иосифа Виссарионовича Сталина Юзовку переименовывают в Сталино. Этот момент ознаменовался началом бурного культурного и экономического развития города, население стремительно увеличивалось. Так, в 1923 году в Сталино проживало около 63 000 человек, а уже к 1927 население города увеличилось почти втрое.

В первые годы существования Сталино было возведено множество рудников, открыто большое количество шахт, образованы такие районы города как Калининский, Куйбышевский, Сталинский (сейчас часть Ленинского района). 

Параллельно началось массовое переименование улиц. Центральная улица города стала называться улицей Артема в честь авторитетного революционного деятеля того времени. Такое название она носит и сегодня.

Бурное развитие города, образование новых предприятий и производств привело к принятию решения о расширении границ города. В 1932 году в состав Сталино входит несколько прилежащих поселков, образовавших 3 новых района – Буденновский, Кировский, Петровский.

В дальнейшем инфраструктура города претерпевает все новых перемен. Запускается первый трамвай, связавший металлургический завод с железнодорожным вокзалом, первый автобусный, а затем и троллейбусный маршруты. Основываются первые учебные учреждения. Так, в 1921 году был возведен горный техникум, на базе которого позже был образован Политехнический институт (сейчас ДонНТУ). При поддержке и инициативе М. Горького в 1930 году открывается медицинский институт.

В 1932 году на берегу р. Бахмутка было запущено строительство городского парка культуры и отдыха им. Постышева. В последующем на реке Бахмутка были созданы городские пруды, а парк переименовали в парк им. Щербакова.

Другим значительным шагом в развитии города стало строительство канализации и водопровода в конце тридцатых годов.

Официально Донецкая область была образована в 1932 году. Свое названия она получила в честь самой крупной реки области – Северского Донца. Тогда в состав области входили современные Донецкая и Луганская области, а Сталино стало центром Донецкого региона.

Строятся новые шахты, продолжается развитие промышленного сектора, создан завод металлоконструкций, возводятся обогатительные фабрики.

К 1941 году население города составляло более 500 000 человек. В этом же году Сталино было оккупировано немецкими войсками, более 700 дней город находился в оккупации. Существовало множество подпольных отрядов, которые вели борьбу за освобождение Донбасса от немецко-фашистских захватчиков. Освобождение города произошло в 1943 году. Огромную роль в освобождении города сыграли 50-я, 230-я, 301-я стрелковые дивизии, а также танковая дивизия под руководством полковника Гринкевича.

Население города Сталино после освобождения составляло всего 175 тысяч человек.

После войны было развернуто бурное строительство жилых домов, административных зданий, предприятий пищевой промышленности, мясокомбинат, молокозавод, винзавод, мелькомбинат, макаронная фабрика и т.д. 

Было открыто Министерство угольной промышленности, перенесенное с течение времени в столицу – город Киев.

После разоблачения культа личности Сталина в 1961 году город переименовали в Донецк как центр Донецкой области.