Zabór rosyjski i ZSRR mały|lewo|Dwór w Hamerni W II rozbiorze Polski miasto zostało zagarnięte przez Rosję. W czasie powstania styczniowego miasto zajął generał Edmund Różycki, który następnie stoczył zwycięską bitwę pod Salichą. W drugiej połowie XIX wieku w pobliżu miasta zbudowano linię kolejową. Po odzyskaniu niepodległości w 1918 roku Połonne nie powróciło do Polski.
W czasie wojny polsko-bolszewickiej w 1920 w Połonnem stacjonowały 7 eskadra myśliwska i 9 eskadra wywiadowcza lotnictwa Wojska Polskiego. Po Traktacie Ryskim pozostało w składzie ZSRR. Temu okresowi historii miasta Marek A. Koprowski poświęcił rozdział swojej książki Kresy we krwi.
Prawa miejskie miasto posiada od 1938 rokuПолонное // Советский энциклопедический словарь. редколл., гл. ред. А. М. Прохоров. 4-е изд. М., «Советская энциклопедия», 1986. стр.1033.. Podczas Wielkiego terroru w piwnicy kościoła św. Anny funkcjonariusze NKWD zamurowali żywcem grupę 168 miejscowych katolików, w tym Polaków represjonowanych w ramach operacji polskiej.