清宣统三年（公元1911年）6月，保路运动在成都发起，时任四川总督赵尔丰镇压民众造成的“成都血案”引发民众起义，这直接导致了辛亥革命的总爆发，为中国资产阶级民主革命立下了不朽的功绩。是年11月27日，立宪党人蒲殿俊在成都宣布四川独立，成立大汉军政府并担任都督。民国元年（公元1912年）3月12日，成都之大汉军政府与重庆之蜀军政府合并为四川军政府，军政府驻成都，尹昌衡任都督，张培爵任副都督。民国三年（公元1914年），北洋政府通令在成都设置西川道，领成都、华阳等31县；后废道复省，成都仍为四川省会。民国八年（公元1919年），五四运动的消息传到成都，掀起成都学生运动高潮。民国十年（公元1921年），成都、华阳两县合并为市，成立市政筹备处，处以下设总处、文牍、法治、会计、调查、庶务六科。民国十一年（公元1922年），市政筹备处改名为市政公所。这一时期，四川大学、华西协合大学等一些现代教育机构在成都设立。华西协合大学为英、美、加拿大三国基督教差会所设立的教会大学，设于南门外的华西坝。

民国十七年（公元1928年），正式改市政公所为市政府，国民政府遂置成都市为省辖市并继续为四川省省会。由于川军派系混乱，成都在民国元年（公元1912年）至民国二十二年（公元1933年）间陷入了长时间的军阀争夺时期。民国二十一年（公元1932年），川军军阀刘湘在蒋中正的支持下与刘文辉之间爆发争夺统治权的战争，刘文辉由成都败走西康雅安，刘湘任四川省主席，成为四川最大的实力派。民国二十四年（公元1935年）至民国二十六年（公元1937年），刘湘又与蒋中正争夺对四川的统治权，蒋最终获胜。

民国二十六年（公元1937年）抗日战争爆发，中国沿海沿江的各类工矿企业、高等学校和文化团体纷纷内迁至四川，四川省的省会成都也因此成为中国的大后方。如中央陆军军官学校（黄埔军校、陆军军官学校）于民国二十六年（公元1937年）迁至成都北校场，一直到国民党败退出大陆前没再变更校址，历时长达11年，除短训班外，有10期学员毕业于成都，是该校在大陆培训学员最多、校址未变时间最长的一个时期，也是该校在大陆培训学员的最后一个时期；又如南京金陵大学、金陵女子文理学院、山东齐鲁大学等多座沿海地区的教会大学，以及南京中央大学医学院及畜牧兽医系于1938年前后分别迁到成都华西坝，借华西协合大学校舍开课，华西坝后被称为大后方之“天堂”。民国三十三年（公元1944年）6月，轰炸日本本土的美国飞机从成都及其附近多个机场出发，出击了900多架次，为抗日战争作出了杰出的贡献。

民国三十八年（公元1949年），国共内战末期，国民政府从南京依序迁往广州、重庆、成都、西昌，最后至台北。