Sovietmečiu masiškai uždarinėtos bažnyčios. Vilniaus katedra paversta paveikslų galerija, Šv. Kazimiero relikvijos perkeltos į Šv. Petro ir Povilo bažnyčią. Šv. Kazimiero bažnyčia paversta ateizmo muziejumi, Šv. Mykolo – architektūros muziejumi. Evangelikų reformatų bažnyčioje įkurtas kino teatras. Daugelis bažnyčių paverstos sandėliais. Susprogdintos Kalvarijų koplytėlės ir Trijų kryžių paminklas. Nuo Vilniaus arkikatedros nugriautos šventųjų skulptūros.

Sovietmečiu pramogų buvo nedaug. Veikė kelios dešimtys kavinių ir restoranų, į kuriuos patekti buvo sunku. Populiarios buvo kavinės „Neringa“, „Literatų svetainė“, „Vaiva“, „Žibutė“. Žmonės lankė teatro spektaklius, koncertus ir vargonų muzikos koncertus Katedroje. Populiarios buvo sporto varžybos. Svarbiu renginiu tapo Respublikinės dainų šventės. Pagrindinės poilsio vietos – Vingio parkas ir Jaunimo sodas (dab. Sereikiškių parkas). Vasarą veikė garlaivis į Valakampius, žiemą – slidinėjimas. Daugelis vilniečių laisvalaikį leido kolektyviniuose soduose.

Po karo į Vilnių atvykę naujakuriai rado miestą, praradusį didžiąją dalį savo senųjų gyventojų – žydų, lenkų ir inteligentijos. Miestas tapo tarsi apleistu dvaru, kuriame apsigyveno nauji žmonės, dažnai nežinantys ankstesnių gyventojų istorijos. Tapimas tikru miestiečiu yra ilgas procesas, o tuo metu Vilnius neturėjo nusistovėjusios „vilniečių“ bendruomenės.

Dėl pramonės plėtros ir gyventojų skaičiaus augimo Vilniuje trūko gyvenamojo ploto. Pradėta masinė gyvenamųjų namų statyba pagal tipinius projektus. Pirmieji daugiabučiai pastatyti 6-ojo dešimtmečio pradžioje, vėliau atsirado penkiaaukščiai namai iš surenkamųjų gelžbetonio konstrukcijų. 7-ajame dešimtmetyje iškilo Žirmūnų mikrorajonas. 9-ojo dešimtmečio viduryje Vilniaus gyventojų skaičius viršijo 500 tūkst. Miestas sparčiai plėtėsi, statyti nauji gyvenamieji rajonai su standartiniais daugiabučiais. Nors Lietuvos architektai stengėsi, jų veiksmus ribojo SSRS normos.

Sovietų valdžia siekė suvienodinti miestus, paversdama Vilnių panašiu į kitus socialistinius miestus. Didžiulės gamyklos darkė miesto vaizdą, o daugiatautės gamyklos tapo rusinimo centrais. Buvo svarstomas miesto pavadinimo keitimas į Černiachovską. Senieji gatvių pavadinimai pakeisti sovietiniais (pvz., Gedimino gatvė tapo Stalino, vėliau Lenino prospektu). Valdžia griovė senąjį Vilnių, siekdama sunaikinti praeities palikimą. Sunaikintas geto rajonas su Didžiąja sinagoga, sulyginta daug senųjų kapinių, o buvusioje evangelikų kapinių vietoje pastatyti Santuokų rūmai. Ant Vingio parke esančių vokiečių karių kapų buvo įrengti atrakcionai.

Sovietmetis paliko gilų pėdsaką Vilniaus istorijoje, ženkliai pakeisdamas miesto veidą, gyventojų sudėtį ir kultūrinį gyvenimą. Buvo sunaikintas didelis kiekis istorinio paveldo, vietoj kurio atsirado sovietinio stiliaus pastatai ir paminklai. Nepaisant to, miestas augo, formavosi nauja karta, kuri kūrė naujas tradicijas ir puoselėjo miesto kultūrą.

Antrasis pasaulinis karas dramatiškai paveikė Vilnių. Raudonosios armijos bombardavimai ir gatvių mūšiai suniokojo daugybę pastatų. Miestas neteko didelės dalies senųjų gyventojų dėl Holokausto ir pokario emigracijos į Lenkiją, o tai nutraukė senąsias tradicijas ir pakeitė tautinę sudėtį. Į miestą kėlėsi gyventojai iš kitų SSRS regionų, įskaitant partijos pareigūnus, valdininkus, kariškius ir darbininkus. Karo belaisviai prisidėjo prie miesto atstatymo. Dėl trėmimų ir kolūkių grėsmės, į Vilnių gausiai kėlėsi ir lietuviai.

Vilniaus visuomeninio gyvenimo centras buvo Lenino prospektas (dabar Gedimino pr.), kuriame įsikūrė svarbiausios valstybinės įstaigos, teatrai, biblioteka ir parduotuvės. Režimo simboliu tapo Lenino paminklas Lukiškių aikštėje, o J. Stalino paminklas stovėjo prie geležinkelio stoties. Šiaurės miestelio teritoriją užėmė uždara karinė bazė. 1956 m. atsirado troleibusai, o automobiliai buvo prabanga.