En 1870, la Ville subit un siège par la Prusse et combat durant de 103 jours, avec 73 bombardements. Grâce à l’héroïque défense de la garnison sous les ordres du Colonel Denfert-Rochereau et de la population civile, le colonel ne rend la place le 13 février que sur injonction du gouvernement français. L’esprit de résistance des Belfortains est encore affirmé et la ville devient un symbole.
L’Alsace est annexée à la Prusse mais Belfort reste française grâce à sa défense héroïque. Le Lion de Frédéric-Auguste Bartholdi, réalisé entre 1875 et 1880, adossé à la Citadelle symbolise cette bravoure et cette résistance héroïque.
Cela a pour conséquence la naissance du Territoire de Belfort avec la signature du traité de Francfort le 10 mai 1871 et devient département le 11 mars 1922.
Suite à la guerre de 1870-1871, Belfort est choisie, avec Toul, Epinal et Vesoul, pour constituer la première ligne de défense mise au point par Séré de Rivière.
Belfort demeure une ville militaire, la fonction s’étant développée avec la création du camp retranché.
Suite à l’annexion de l’Alsace, le paysage belfortain se transforme avec en 1872 l’arrivée de populations optant pour la nationalité française ou venant travailler dans l’industrie belfortaine.
L’essor industriel a lieu en 1879 par l’implantation de succursales d’entreprises alsaciennes du textile et de la métallurgie, soucieuses de conserver le marché français, comme la maison Dollfus-Mieg et Compagnie (DMC) ou la Société Alsacienne de Constructions Mécaniques (SACM, future Alsthom), aujourd’hui Alstom, réputée pour le TGV. On assiste à une explosion démographique. De 6 817 habitants en 1872, la population passe à 32 000 en 1911, 40 000 avec la garnison, entraînant une accélération de l’urbanisation. Le Belfort moderne est né.
L’acquisition de terrains militaires par la Ville à partir de 1970 et leur urbanisation métamorphose également sa physionomie.
L’aire urbaine composée des agglomérations belfortaine, montbéliardaise et du Pays d’Héricourt et remplacée par la Pôle métropolitain ont permis de réaliser de grands équipements comme l’université de technologie, la desserte TGV et l’hôpital médian.