Im Dezember 1820 besiegte eine Rebellenarmee unter Führung des Revolutionärs José de San Martín die Spanier in der Schlacht bei Pisco und besetzte Lima. Am 28. Juli 1821 rief dort San Martín offiziell die Unabhängigkeit Perus aus, nachdem diese bereits 1820 in Trujillo, wo sich heute das Freiheitsdenkmal „La Libertad“ befindet, erklärt wurde. Nach der definitiven spanischen militärischen Niederlage 1824 bei Ayacucho (Peru) löste 1826 Lima Cuzco als Hauptstadt des Landes ab. 1861 lebten in der Stadt etwa 100.000 Menschen. Mitte des 19. Jahrhunderts begann eine Phase der Industrialisierung und 1851 wurde in der peruanischen Hauptstadt die erste Eisenbahnlinie Südamerikas eingeweiht.
Während des Salpeterkriegs (1879-1883) besetzten chilenische Truppen die Stadt und plünderten sie. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts brachte der Abbau von Guano auf den der Küste vorgelagerten Inseln der Stadt Reichtum und Wohlstand. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts setzte dann ein erneuter Wachstumsschub ein. Im Jahre 1919 lebten 175.000 Menschen in Lima.
20 Jahre später waren es bereits über eine halbe Million. Auch viele ausländische Zuwanderer fanden den Weg an die peruanische Küste. Schon in der Kolonialzeit hatten die Spanier schwarze Sklaven aus Afrika geholt und später kamen Chinesen als Vertragsarbeiter ins Land. So entstand im Laufe der Jahre ein multikulturelles Völkergemisch, das entscheidend zum kosmopolitischen Flair der Stadt beigetragen hat.
Die Probleme der Landflucht verschärften sich in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts: Bevölkerungsexplosion, mangelnde Infrastruktur und Naturkatastrophen trieben immer mehr Menschen in die Hauptstadt, aufgefangen von den endlosen Elendsvierteln. Der Terror der Guerillaorganisation Sendero Luminoso (Leuchtender Pfad) in den 1980er und 1990er Jahren akzentuierte die Situation.
Am 18. Juni 1986 kam es im Gefängnis von Lurigancho, der Frauenstrafanstalt sowie der Gefängnisinsel El Frontón in Callao zu einer Meuterei von 370 vermeintlichen Anhängern des Sendero Luminoso. Die Meuterei wurde von der Regierung mit Waffengewalt niedergeschlagen, in den Männergefängnissen überlebte nur eine Geisel. Insgesamt starben 249 Gefangene; 124 von ihnen wurden erschossen, nachdem sie sich bereits ergeben hatten.
Am 17. Dezember 1996 kam es zur Geiselkrise, als 15 Mitglieder des Movimiento Revolucionario Túpac Amaru während eines Empfanges die japanische Botschaft in Lima stürmten und zahlreiche wichtige Persönlichkeiten als Geiseln nahmen. Am 22. April 1997 stürmte die Armee die japanische Botschaft und beendete die Besetzung blutig. Alle 14 Geiselnehmer, eine Geisel und zwei Soldaten kamen dabei ums Leben. 71 Geiseln wurden befreit.
In den 1990er Jahren gelangten jährlich 200.000 Menschen aus ländlichen Regionen nach Lima. Schon einige Jahrzehnte zuvor war die obere Mittelschicht aus dem überfüllten Stadtzentrum weggezogen. Sie gründete neue Stadtviertel wie Miraflores oder San Isidro, während die ganz Reichen in die neuen Viertel Monterrico beziehungsweise La Molina im Osten Limas zogen. In den Vierteln dazwischen leben Angehörige der Mittel- und Unterschicht, aus deren ehemaligen Barackenstädten haben sich nun solide, einfache Wohnviertel entwickelt.
Aus der einst blühenden Kolonialstadt ist heute eine unüberschaubare Metropole geworden, in der die Natur durch Bauten aus Asphalt, Stahl und Zement fast vollständig ersetzt wurde. Größere Parkanlagen sind kaum vorhanden. Lima kämpft mit einer Vielzahl an Problemen: ausuferndem Straßenverkehr, hoher Luftverschmutzung und zahlreichen Müllbergen. Die sozialen Probleme sind nicht weniger bedenklich: Kriminalität, Prostitution, Drogen und eine stark wachsende Informelle Wirtschaft.
Lima ist weiterhin der politische und wirtschaftliche Mittelpunkt des Landes. Die Jahrhunderte alten zentralistischen Strukturen, die viele der heutigen Probleme der Hauptstadt erst erzeugt haben, sollen aber in den nächsten Jahren abgebaut werden. Denn wenn sich die restlichen Landesteile nicht entwickeln, werden auch die Probleme Limas in Zukunft weiter wachsen.