中华民国建立，全国分22省、4特区，后增至35省及西藏。1914年，湖南废府、厅、州，长宝道改为湘江道，辖益阳。1922年废道，益阳直辖于省。1938年，全省划为9个行政督察区，今益阳分属第1、2、6行政督察区。
1940年，湖南省行政区划由原先的9个督察区，调整为10个。同年4月，第五行政督察区建立，专员公署驻益阳县城，直至1949年7月止。这是益阳建置府级行政区划之始，全区辖益阳、安化、湘乡、宁乡、汉寿、沅江等6县。
清宣统元年（1909），益阳县分23厢里，县城为“在城里”。1911年，益阳县分为7个城镇。1933年，又分为7个区，县城为第一区，下设2镇：龙兴镇（青龙洲至临兴馆）和麟兴镇（临兴馆到麒麟甲）。1942年，龙兴、麟兴合并为龙麟镇。1949年8月3日，益阳和平解放。8月13日，成立益阳县人民政府，龙麟镇改称城关区。次年，直辖于专区的城关区升格为益阳市，它是现资阳区的前身。同年8月，成立益阳专区，专员公署驻益阳城关区学门口，辖益阳、安化、湘乡、宁乡、汉寿、沅江等6县，包括除南县以外的现益阳市全部行政范围。
民国初年，益阳成为南北军阀混战的进退之地，兵税劫掠、经济凋敝，贻害百姓。1915年，第一次世界大战爆发，战略物资身价倍增，刺激了县内锑矿业的兴起。1918年，战争结束，锑矿业衰退，民族纺织工业获得发展。始创达人工业社、珍记福袜厂、资阳工厂，并开办了五轮公司。其后，依次开设银行，兴修水利工程，修建长沙到常德公路，工农业生产逐步恢复发展，成为湖南重要的粮、鱼、棉、茧等产出县，纺织工业较发达，商业日渐繁荣。英、日、德等国商人在县城开设洋行11家，控制主要进出口货物贸易。据《益阳地区志》记载：“民国十八年（1929），县城有商户2023家，全年商品出口总值银币584万元，多为稻谷、棉花、苎麻、竹木、土纸、纸伞、鱼类、湘莲等，其中稻谷外销50万～60万石；进口总值银币1039.4万元，多为食盐、布匹、煤油、烟草、棉纱、海味和面粉等。”1930年，湖南省以人口、经济、耕地厘金三项为确县标准，益阳被列为一等县。
1937年抗日战争爆发，沿海城市及武汉等地相继沦陷，洋货大量减少，益阳一时成为人流和资本的避风港，工商业出现了短暂的繁荣期。然而，1944年6月日军占领县城后，县内资江两岸先后沦陷，整个经济遭到空前破坏，人民遭受极大的苦难。据《益阳地区志》记载，“日军侵华期间，县城遭日军较大空袭15次，死伤5000余人，兰溪镇被炸烧成一片废墟。全境因战事及日军屠杀死亡6959人，伤9636人。烧毁房屋2270栋，劫走粮食86749石，杀害耕牛1494头，物资损失总值2488亿元（法币）。”当时的景况是物价暴涨，“担米斤盐”，市场萧条，人民流离失所。
抗战胜利后，人们还来不及平复乐极而泣的喜悦心情，内战就悄然降临。于是苛捐杂税盛行，抽丁抓伕的一幕幕在益阳四境上演。此后，由于连年水患，导致工农业生产急剧下滑，物价一日数涨，经济全面崩溃，民不聊生。
民国初期，益阳县城已经形成了一个以十五里麻石街、青瓦木墙房屋为特色的近代城市。街道宽6米，全部以长条麻石铺成。据《益阳县志》记载：“街道以石铺之，民国十三年（1924）一律展宽，人力车往来乃无摩击之状。”街道两旁的房屋大多上下两层，木墙青瓦，雕梁画栋，建筑精美，还有不少青砖高墙灰瓦的西式建筑。“门面壮丽不减省城坡子街也，其房屋深者九进，浅者亦三四进。”这些房屋基本属于前店中坊后居格局，普遍采用南方“四水归堂”形式，左右两个天井对称分布，不仅保证雨水顺檐从天井排入下水道，而且还能有较好的通风采光效果。房屋的地面，则由青砖敷设而成。在工商业最繁荣的二堡，因富商官绅云集，《益阳县志》称：“二堡大码头一带，西式石库门面鳞次栉比、竞丽增华。”
民国时期，益阳以农业和手工业著称于省内，商品经济较发达。益阳的泉交河是当时著名的米市，益阳的粮食和其他物产由过去的自给自足的消费品变成了商品，通过资江航运远销到全国各地。民国《益阳县志》记载：益阳“境内之米，在丰年约可余六十万石。泉交河每年运赴靖港、长沙销卸之米约十万石”。同时，益阳的小商品在市场上逐步形成品牌，如益阳松花皮蛋，曾经行销全国，并畅销东南亚，民国《益阳县志》称：当时益阳“东西二门外皮蛋行数十家，收买西乡鸭蛋，制成松花皮蛋，运往汉口、宜昌各处，称为益阳皮蛋”。益阳的水竹凉席、小郁竹器、立生牌铁锅等，都成为市场上十分畅销的商品。清代《益阳县志》载：“旧称益俗，勤于农桑，拙于工贾。大约工匠所业，不过木、石、陶、瓦、皮、铁、织、染之类，民所需，工乃常习，此外细巧之技，多取资外方，贸易则谷米竹木纸笱之属，本地所产，外客集焉，故多开充牙行，或自行囤贩，次则屠沽小肆，其余诸货，则皆苏杭闽广豫章诸省客商营运，居奇于此，盖益滨资水，上通宝邵，下达江湘，舟楫流通，百货易集，故有金湘潭、银益阳之称。”但到了民国初期，随着水运大开和市井繁荣，《益阳县志》描述道：“长沙、汉口各埠号客坐庄，充箱盈箧，俗称银益阳，良有以也。”
清末民初时值乱世之交，风生水起的动荡局势造就了大批益阳籍英雄才俊。早在同盟会创始之初，益阳人夏思痛、刘文锦、刘承烈、姚宏业、卢性正等积极投身于推翻帝制的反清斗争。1912年，中华民国建立，但辛亥革命的胜利果实很快被袁世凯窃取。1916年，袁世凯复辟称帝不久，益阳籍革命党人鄢永成等受孙中山派遣，回益阳组织护国军倒袁。1918年，益阳人张昆弟、夏曦、欧阳泽、张国基等先后加入新民学会。次年，五四运动爆发，县城学生、工人及各界爱国人士组织集会游行，查禁焚烧日货。随后，张昆弟、欧阳泽、唐铎等十余名进步青年，先后同周恩来、蔡和森、李维汉、邓小平等一起踏上了赴法国勤工俭学的救国救民之路。
1924年6月，中共益阳兰溪金家堤支部成立，这是湖南省第一个农村中共支部。1926年10月，中共益阳地方执行委员会成立，下设支部38个，党员700余名。此后组建了农、工、青、妇女等群众团体和工农自卫军武装，开展了轰轰烈烈的农民运动和武装斗争。张昆弟、夏曦、欧阳泽、熊亨瀚、曾士峨、袁铸仁、高文华、黄励等革命志士在当时湖南这片革命最活跃的热土脱颖而出。
1925年，益阳掀起废庙立学之风。数年之内，绝大多数寺庙被拆毁，据占办学。伴随着寺庙的消亡，大批私立学校和公办学校得以兴建，奠定了益阳现代教育的根基。自20世纪初开始，天主教信义会进入益阳，先后创办了一系列从幼儿园到大学的现代学校，对益阳形成历史上第一个完整的国民教育体系，作出了不可磨灭的巨大贡献。此外，信义会还创办医院和电信等服务机构，给人们留下了深刻印象。得益于在湖南独领风骚的教育，益阳这片山清水秀的土地上，诞生了一大批在中国现代文化史上有影响的人物，如周扬、周立波、周谷城、高希舜、林凡、莫应丰等。被誉为“中国辛德勒”的著名国际义士何凤山博士，更是其中的佼佼者。