Im Herbst 1956 nahm Wien viele Ungarn auf , die nach dem gescheiterten Aufstand gegen das kommunistische Regime nach Westen geflohen waren, ebenso wie 1968 viele Tschechen und Slowaken auf, die nach dem gewaltsamen Ende des Prager Frühlings die CSSR verlassen hatten. Erst vom November 1989 an wurde Wien wieder selbstverständliches Reiseziel für die Bürger dieser Länder.
1957 nahm - als erste internationale Organisation nach 1945 - die Internationale Atomenergieorganisation (IAEO) ihren Sitz in der Stadt. Seit 1965 ist Wien auch der Sitz der OPEC sowie des damit verbundenen OPEC Development Fund. 1961 fand in Wien ein Gipfeltreffen zwischen dem US-Präsidenten John F. Kennedy und dem Sowjetführer Nikita Sergejewitsch Chruschtschow statt. 1979 trafen US-Präsident Jimmy Carter und Sowjetführer Leonid Breschnew in Wien zusammen; im folgenden Jahr wurde die UNO-City (der dritte Amtssitz der Vereinten Nationen) in Wien eröffnet. All dies trug zur Positionierung Wiens als Stadt der Kongresse und der Vermittlung in Konfliktsituationen bei.
1964 fand auf dem Gelände eines früheren Mistplatzes am linken Donauufer die „wig '64“, die Wiener Internationale Gartenschau, statt - mit dem Donauturm als neuem Wahrzeichen. Heute teilen sich der Donaupark, die UNO-City und das 1986 eröffnete Austria Center Vienna (Wiens größtes Kongresshaus) das Gelände. 1974 entstand, wieder im Rahmen einer internationalen Gartenschau, am südlichen Stadtrand die Therme Oberlaa. 1986 wurde die an Stelle des alten Überschwemmungsgebiets neben dem Donaustrom gegrabene Neue Donau fertiggestellt, ebenso die zwischen den beiden Gewässern gelegene, hochwassersichere Donauinsel. Gegen Ende des 20. Jahrhunderts wurde beiderseits der Donau eine neue Skyline mit den „Wolkenkratzern“ Andromeda Tower (22. Bezirk, Donaucity) und Millennium Tower (20. Bezirk) begonnen. Auch entlang des Donaukanals sowie am Wienerberg wurden zahlreiche moderne Hochhäuser verwirklicht.
Ein wesentlicher Impuls für die Infrastruktur der Stadt war der Bau einer modernen U-Bahn, die die aus der Zeit um 1900 stammende (und von Anfang an ungenügende) Stadtbahn ersetzen und neue Stadtviertel erschließen sollte. 1978 wurde die erste Teilstrecke der U1 eröffnet.