1533 eroberten die Portugiesen die unmittelbar nördlich von Bombay gelegene Festung Bassein. Am 23. Dezember 1534 wurde der Vertrag von Bassein unterzeichnet, wonach der Sultan Bahadur Schah von Gujarat dem König von Portugal die Inseln Bassein, Bombay, Karanja und Salsette übergab und vermachte. Mit der Errichtung eines Forts und mehrerer Faktoreien durch die Kolonisten begann auf den Inseln Bombays die Ära europäischer Herrschaft, die über 400 Jahre bis zum 14. August 1947, dem Tag der Unabhängigkeit Indiens, andauerte.
1583 kamen die ersten englischen Kaufleute an die indische Westküste, und 1612 errichtete die East India Company die erste feste Handelsniederlassung in der Hafenstadt Surat. 1626 griffen die Engländer Bombay an und verbrannten dort das portugiesische Herrenhaus. Am 23. Juni 1661 schließlich wurde der Hafen und die Insel Bombay durch einen Heiratsvertrag zwischen dem englischen König Karl II. und der Infantin Donna Katharina von Portugal an den König von England übergeben.
Die Stadt wurde im September 1668 der Britischen Ostindien-Kompagnie für jährlich zehn Pfund überlassen, 1686 verlegte die Gesellschaft ihren Haupthandelsstützpunkt von Surat hierher, von 1708 bis 1773 war Bombay deren Verwaltungssitz. 1777 gab Rustomji Kashaspathi die erste Zeitung in Bombay heraus. 1835 wurde die Stadt Bischofssitz, am 18. November 1852 wurde die erste Eisenbahnlinie Asiens nach Thane eröffnet. 1857 wurde die Universität von Bombay gegründet und 1864 die Eisenbahn nach Ahmedabad, der zweitwichtigsten Textilstadt in Indien, eröffnet.
Die Vollendung der Eisenbahnstrecke zu den Baumwollfeldern des Dekkan fiel genau mit der US-amerikanischen Baumwollkrise nach dem Ende des Sezessionskrieges im Jahre 1865 zusammen, so dass ein mächtiger Baumwollboom ausbrach, der die Stadt zu einer bedeutenden Industrie- und Handelsstadt machte. Nach der Eröffnung des Sueskanals am 16. November 1869 und dem Bau riesiger Hafendocks verstärkte sich Bombays Einfluss auf die europäischen Märkte noch.
In den folgenden Jahrzehnten hinterließen die Briten, reiche Jains und Parsen mit gewaltigen Bauten ihre Spuren in der Innenstadt. Als wohlhabendste Stadt der Nation stand Bombay in der vordersten Front des Unabhängigkeitskampfes. Mahatma Gandhi (1869-1948) benutzte dort drei Jahrzehnte lang ein Haus zur Organisation des Widerstands; heute ist dieses ein Museum. Passenderweise endete das Zeitalter der britischen Herrschaft in Bombay: Im Februar 1948 marschierte das letzte Kontingent britischer Truppen durch das Gateway of India.