W tym czasie Żytomierz stanowił jedno z najsilniejszych ośrodków polskiego życia religijnego na Prawobrzeżu Dniepru, tutaj znajdowała się kuria diecezji łucko-żytomierskiej, siedziba biskupa, którego jurysdykcja obejmowała gubernie kijowską, podolską oraz wołyńską, w mieście były także katedra oraz jedyne na Prawobrzeżu rzymskokatolickie seminarium duchowne. Dzięki m.in. tutejszym duszpasterzom katolickim pochodzącym z różnych ziem polskich powstawały (obok już istniejących) kolejne polskie towarzystwa charytatywne, oświatowe, sportowe, zawodowe, a także schroniska dla dzieci i biednych, rozmaite systemy szkoleń, szkoły.
W 1899 uruchomiony został system tramwajowy.
W 1905 roku, w wyniku agitacji czarnosecinnej, doszło w Żytomierzu do pogromu Żydów. Pomimo sukcesów oddziałów samoobrony 29 Żydów zamordowano, a 150 zostało rannych.
I wojna światowa i wojna polsko-bolszewicka Od 1917 roku Żytomierz był opanowywany przez armie: carską, niemiecką, bolszewicką, białogwardyjską. Miejsce działalności Polskiej Organizacji Wojskowej z udziałem Józefa Kozłowskiego. W jednym roku władza w mieście zmieniała się 13 razy, co spowodowało jego znaczne zniszczenia.