W 1842 roku Kowno stało się stolicą guberni obejmującej zachodnią Litwę, co wpłynęło na przyspieszenie rozwoju gospodarczego i cywilizacyjnego miasta. W 1861 oddano linię kolejową łączącą miasto z Królewcem i Warszawą. W sierpniu 1861 roku w związku z rocznicą Unii w Krewie w mieście odbyła się manifestacja Jedności Rzeczypospolitej Obojga Narodów, która zgromadziła kilkanaście tysięcy manifestantów. Pod koniec XIX wieku powstało Muzeum Miejskie, teatr i pierwsza biblioteka miejska. Po 1882 roku władze rosyjskie rozpoczęły budowę wokół miasta twierdzy z 9 fortami, którą ukończono w większości w 1887 roku (ostatni, IX fort, w 1913 r.). Wpłynęło to na zakaz budowy domów wyższych niż trzy piętra. Miasto zachowało więc swój prowincjonalny (w porównaniu z Wilnem) wygląd. W 1908 roku w Kownie powstała parafia mariawicka, która istniała do końca 20-lecia międzywojennego.
W 1899 roku miasto miało 73 543 mieszkańców.