Moskau wurde nach den schweren Zerstörungen im Krieg wieder aufgebaut. Im Jahre 1947 fasste man den Beschluss, die Stadt an acht ausgewählten Standorten mit Hochhäusern zu versehen. Denn Moskau hatte durch den Abriss zahlreicher Kirchen und Kathedralen sowie die nun allgemein höhere Bebauung nicht nur bedeutende Orientierungspunkte, sondern auch ihre einst malerische Silhouette verloren. Die Sowjetführung forderte dabei, dass die Gebäude keine Kopien ausländischer Wolkenkratzer sein dürfen, sondern von russischer Architekturtradition geprägt sein müssen.
Am 5. März 1953 stirbt Josef Stalin auf seiner Datscha in Kunzewo bei Moskau. Er wurde zunächst im Mausoleum am Roten Platz neben Lenin aufgebahrt. Im Zuge der beginnenden „Entstalinisierung“ unter Regierungschef Nikita Chruschtschow wurde Stalins Leichnam 1961 aus dem Mausoleum entfernt und an der Kremlmauer beigesetzt.
Ein besonders intensives Baugeschehen erlebte Moskau nach dem Jahre 1955. Allein in der Zeitspanne von 1961 bis 1970 machte die Neubaufläche zweieinhalbmal soviel aus wie die Gesamtwohnfläche des ganzen vorrevolutionären Moskau. 1970 war die Einwohnerzahl auf fast sieben Millionen angestiegen.
1980 war Moskau Austragungsort der XXII. Olympischen Sommerspiele. Ende der 1980er Jahre geriet die sowjetische Wirtschaft immer mehr in eine Krise. Im Zuge der Politik von Präsident Michail Gorbatschow (Perestroika und Glasnost) wurde der wirtschaftliche Niedergang des Landes immer offensichtlicher. Auf einigen Gebieten der Versorgung herrschte großer Mangel. Der Unmut der Bevölkerung entlud sich immer offener.
Im August 1991 wollte Gorbatschow einen Vertrag für eine neue Sowjetunion zur Unterschrift vorlegen. Um dies zu verhindern und die alte Union zu retten, initiierten in Moskau einige Generäle, Regierungsmitglieder und der KGB-Chef am 19. August des gleichen Jahres einen Putschversuch gegen den Präsidenten. Nach dessen Scheitern zwei Tage später trat vier Monate danach am 25. Dezember 1991 Gorbatschow von seinem Amt als Präsident zurück. Das Datum markiert gleichzeitig das Ende des ersten kommunistischen Staates.