Po 1890 huta została przekształcona w zakład zbrojeniowy, a w później samochodowy. W drugiej połowie XIX wieku Pilzno było drugim miastem w Czechach pod względem wielkości i znaczenia. W 1900 r. ludność niemieckojęzyczna liczyła około 13,5% mieszkańców. W czasie I wojny światowej miasto było najważniejszym ośrodkiem produkcji zbrojeniowym Austro-Węgier. Po 1918 roku miasto znajdowało się w składzie Czechosłowacji.
W okresie II wojny światowej Pilzno stało się częścią Protektoratu Czech i Moraw (granica z III Rzeszą biegła za rogatkami miasta) oraz siedzibą władz administracyjnych (Oberlandratsbezirk Pilsen). W styczniu 1942 roku Niemcy wywieźli ludność żydowską Pilzna do obozu w Terezinie, gdzie w większości zginęła. W dniu 6 maja 1945 miasto, przy niewielkim oporze niemieckim, zostało zajęte przez amerykańskich czołgistów z 16 dywizji, co komunistyczne państwo czechosłowackie starało się ukryć przez cały czas swego istnienia.
1 czerwca 1953 w zakładach Škody (wówczas Zakładach im. Lenina) doszło do strajku pracowników przeciwko zapowiedzianej wymianie pieniędzy. W stłumionych przez komunistyczne władze protestach wzięło udział ok. 20 tys. ze 130 tys. mieszkańców miasta. W latach 90. XX wieku Pilzno przeżywało kryzys w związku z upadkiem przemysłu ciężkiego po transformacji ustrojowej.