В послевоенные годы интенсивно развивалась береговая инфраструктура главной базы Черноморского флота. С появлением ядерного оружия под Севастополем начали строиться грандиозные подземные сооружения: бомбоубежища, командные пункты, узлы связи, хранилища боеприпасов (в т.ч. ядерных), подземные заводы, электростанции, холодильники, госпитали, укрытия для подводных лодок, ракетные пусковые установки, хранилища топлива. Но, несмотря на усиливающуюся гонку вооружений, в начале шестидесятых годов Н.С. Хрущев начал частичную демилитаризацию страны. Ранее закрытый город Севастополь был открыт для соотечественников, и в нем начала развиваться гражданская промышленность. В течение 60-70-х годов в Камышовой бухте была создана крупнейшая база океанического рыболовства, в это же время были построены заводы электронной промышленности, которая, правда, на 90% работала на оборону. К середине 70-х годов население города достигло 300 тысяч человек, а к началу 90-х превысило 400 тысяч.

В послевоенные годы территория городской застройки значительно расширилась - до 1941 года городской окраиной была нынешняя площадь Восставших, в следующей за ней Загородной балке уже находились дачи и хутора. За полвека, прошедшие после войны, на берегах Карантинной, Песочной, Стрелецкой, Круглой и Камышовой бухт вырос огромный городской район, превышающий по населению довоенный Севастополь, а по площади - превосходящий его в несколько раз. Кроме западного направления, город застраивался и в южном: на месте бывшего военного аэродрома возник микрорайон проспекта Острякова, на склонах Воронцовой горы - Проспект Победы, а через балку - улица Горпищенко. К сожалению, начиная с 60-х годов архитектурный облик города начал меняться в худшую сторону - за редчайшими исключениями новые районы застраивались безликими типовыми домами, унылое однообразие которых очень трудно будет когда-либо изменить или приукрасить. Это была общая для страны тенденция, и Севастополь не стал исключением.

За послевоенный период возрожденный Севастополь стал не только крупнейшей военной-морской базой и промышленным центром, но и средоточием науки и культуры. В городе основывается ряд академических и отраслевых НИИ: Институт биологии южных морей (на базе Морской биологической станции) и Морской гидрофизический институт АН УССР, Севастопольское отделение государственного института океанологии и океанографии, Черноморский филиал НИИ технологии судостроения и ряд других. Появляются в Севастополе и вузы: Севастопольский приборостроительный институт, быстро вставший в ряд крупнейших политехнических вузов страны, и два высших военно-морских училища: Черноморское им. П.С. Нахимова (ЧВВМУ) в Стрелецкой балке и Севастопольское инженерное в бухте Голландия (СВВМИУ). Грандиозное здание СВВМИУ, до сих пор являющееся самым длинным в Европе (около 500 м.), построено на основе проекта и на фундаменте здания Севастопольского морского кадетского корпуса, который был основан в 1916 году и вывезен в Бизерту при эвакуации Белой армии в 1920 году. Для основанных еще до войны севастопольских театров - им. А.В. Луначарского и флотского им. Б.А. Лавренева - в 50-е годы были построены замечательные здания, ставшие гордостью и украшением Севастополя. Еще с 40-х годов ХIХ века, когда здесь появился первый стационарный театр, Севастополь был городом театральным. Театры здесь любили и любят, и артисты всегда отвечали зрителям тем же. Третий профессиональный театр - Молодежный на Большой Морской - появился в конце 80-х годов и быстро стал неотъемлемой частью культурной палитры города, его визитной карточкой на многих международных фестивалях. Длящееся уже почти десять лет строительство постоянного здания театра подходит, наконец, к завершению. На рубеже тысячелетий, в 1999 году, в Севастополе появился четвертый профессиональный театр - Театр танца.