XX wiek 19 marca 1901 r. otwarto miejską elektrownię, a 1 kwietnia odbyło się uroczyste uruchomienie elektrycznych tramwajów. Wraz ze zjednoczeniem księstw turyńskich w 1920 r., Jena stała się częścią nowego kraju związkowego – Turyngii, od 1922 r. miastem na prawach powiatu. Równocześnie utworzono powiat Stadtroda, do którego należały tereny wokół miasta. Wśród robotników wielkich fabryk Zeissa i Schotta mocne poparcie znalazły partie SPD i KPD, tak że w okresie Republiki Weimarskiej partie konserwatywne i NSDAP osiągnęły tu najgorsze wyniki w całej Turyngii. W późniejszym okresie w mieście silny był sprzeciw wobec polityki nazistów.
Wraz objęciem urzędu kanclerza przez Adolfa Hitlera rozpoczęło się w mieście prześladowanie i dyskryminacja wszystkich sił politycznych i humanistycznych. Wiele osób skazano na ciężkie więzienie, niektórych umieszczono w obozie koncentracyjnym Bad Sulza, później w Buchenwaldzie. Wielu popularnych naukowców zwolniono ze stanowisk. Na uniwersytecie pojawiali się głosiciele poglądów o rasizmie (katedra antropologii) i antysemityzmie (współpraca z kościelnym „instytutem badań i usunięcia wpływów żydowskich na życie kościelne”). 1 kwietnia 1933 r. zbojkotowano żydowskie sklepy i pracownie. W październiku 1938 r. podczas Polenaktion wydalono dziesięciu Żydów bez przynależności państwowej do Polski.