O fim do Império já estava selado quando foi declarada a Abolição da Escravidão em 1888. A perda de apoio das elites conservadoras, agravada pelas fricções do imperador com a Igreja, na chamada "Questão religiosa", e a crise no Exército após a guerra do Paraguai, origem da "Questão militar", determinariam a queda de Dom Pedro II. Assim, ele seria deposto por um movimento militar liderado pelo Marechal Deodoro da Fonseca em 1889. Teve início então o primeiro período republicano no Brasil. Até 1930, a República é controlada pelas oligarquias agrárias de São Paulo, Minas Gerais e Rio de Janeiro. 

A importância econômica do café produzido em São Paulo e do gado de Minas Gerais sustenta a "política do café-com-leite", em que paulistas e mineiros se alternam na presidência da República. Na verdade, São Paulo apenas mantinha o poder que conquistara com a consolidação das novas bases econômicas do país nas últimas décadas do Império. A ferrovia puxava a expansão da cafeicultura, atraía imigrantes e permitia a colonização de novas áreas, enquanto nas cidades a industrialização avançava, criava novos contornos urbanos e abria espaço para novas classes sociais, o operariado e a classe média. 

Mais próspero do que nunca, e agora um Estado de verdade dentro da Federação, São Paulo via surgir a cada dia uma novidade diferente: a eletricidade substituía o lampião a gás; chegavam os primeiros carros (o primeiro de todos pertenceu ao pai de Santos Dumont, em 1891); cresciam as linhas de bondes elétricos; construíam-se na capital grandes obras urbanas, entre elas, o Viaduto do Chá e a Avenida Paulista.A singularidade desse período está na forma intensa com que tudo se multiplica, desde a imigração, que no campo sustenta a cafeicultura, até o desenvolvimento das cidades, que levam São Paulo a perder suas feições de província e tornar-se a economia mais dinâmica do país.

Todo o Estado paulista se transforma. Santos, Jundiaí, Itu, Campinas e diversas outras vilas passam a conviver com o apito das fábricas e com uma nova classe operária. As greves e as "badernas de rua" tornam-se assunto cotidiano dos boletins policiais, ao mesmo tempo que começa a saltar aos olhos a precariedade da infra-estrutura urbana, exigida pela industrialização. Um dos graves problemas passou a ser a geração de energia, centro de atenção das autoridades estaduais. Já em 1900, fora inaugurada a Light, empresa canadense e principal responsável pelo setor em São Paulo até 1970. O Estado passou a ter uma significativa capacidade de geração de energia, o que foi decisivo para o grande desenvolvimento industrial verificado entre 1930 e 1940. Nessa nova conjuntura, mais de uma dezena de pequenas hidrelétricas começaram a ser construídas, principalmente com capital estrangeiro. Nesse período da Primeira República, a aristocracia cafeeira paulista vive o seu apogeu. 

Mas a Revolução de 1930 coloca fim à liderança da oligarquia cafeeira, trazendo para o primeiro plano os Estados menores da Federação, sob a liderança do Rio Grande do Sul de Getúlio Vargas. As oligarquias paulistas ainda promovem, contra o movimento de 1930, a Revolução Constitucionalista em 1932, mas são derrotadas, apesar da pujança econômica demonstrada pelo Estado de São Paulo. Em 1930, os trilhos de suas ferrovias chegavam às proximidades do rio Paraná e a colonização ocupava mais de um terço do Estado. As cidades se multiplicavam. Socialmente, o Estado, com seus mais de um milhão de imigrantes, tornou-se uma torre de Babel, profundamente marcado pelas diferentes culturas trazidas de mais de 60 países. Mas na última década da República Velha, o modelo econômico e político que sustentava o predomínio de São Paulo mostrava seu esgotamento. Após a Revolução de 1930, o país viveu um período de instabilidade que favoreceu a instalação da ditadura de Getúlio Vargas, período de oito anos que terminou juntamente com a Segunda Guerra Mundial, que abriu um período de redemocratização e a instalação da chamada Segunda República. 

Entretanto, no plano econômico, o café superou a crise por que passou no início da década de 1930 e foi estimulado por bons preços durante a guerra, favorecendo a recuperação de São Paulo. Mas, agora, era a vez da indústria despontar, impulsionada, entre outros motivos, pelos capitais deslocados da lavoura. Logo, outro grande salto seria dado, com a chegada da indústria automobilística em São Paulo, carro-chefe da economia nacional desde a década de 1950. A partir daí, o Estado paulista se transformou no maior parque industrial do país, posição que continuou a manter, apesar das transformações econômicas e políticas vividas pelo Brasil.