В годы восстановления народного хозяйства и социалистической индустриализации Советское правительство стремилось обеспечить более высокие (по сравнению с общесоюзными) темпы роста промышленности и капиталовложений в национальных республиках. Нефтяная промышленность А. одной из первых в стране вступила в полосу технической реконструкции. В целях оказания быстрой и действенной помощи бакинским нефтяным промыслам ВСНХ в 1921 постановил снабжать их всем необходимым вне очереди. В А. были открыты и введены в действие новые богатые нефтяные месторождения — Бухта Ильича, Кара-Чухур, Лок-Ботан, Кала и др. Велись работы по электрификации и механизации нефтяной промышленности. В марте 1931 бакинские нефтяники выполнили 1-ю пятилетку в 2,5 года. Нефтяная промышленность А. 31 марта 1931 была награждена орденом Ленина. А. давал в это время 60% общей нефтедобычи .в СССР. На базе новой техники в Баку создавались нефтеперерабатывающие и машино-строительные заводы. К концу 2-й пятилетки (1933—37) А. вышел на 3-е место в СССР по объёму капиталовложений в промышленность, по выпуску валовой продукции и выработке электроэнергии, возникли новые современные отрасли индустрии (машино-строительная, химическая и т. п.). Были построены новые крупные предприятия в Баку, Гандже (с 1935 — г. Кировабад), Хачмасе, Нухе и др. городах. В 1938 свыше 96% всей промышленной продукции выпускалось предприятиями, вновь созданными или коренным образом реконструированными за годы Советской власти. В 1940 добыча нефти увеличилась почти в 3 раза по сравнению с 1913, а выработка бензина — в 39 раз. Выпуск промышленной продукции в 1940 по сравнению с 1913 увеличился в 6 раз. Уже в годы 1-й пятилетки была ликвидирована безработица; значительно улучшилось материальное благосостояние рабочих.
Была разрешена задача социалистического преобразования сельского хозяйства. В дореволюционном А. было 330 тыс. мелких крестьянских хозяйств. В 1929 в А. развернулось массовое колхозное движение. К 1940 было коллективизировано 99% крестьянских хозяйств. Сельское хозяйство начало оснащаться техникой: к 1940 в сельском хозяйстве А. насчитывалось 6,5 тыс. тракторов (в пересчёте на 15-сильные), около 700 комбайнов и более 2,4 тыс. грузовых автомашин. Трудящиеся А. с помощью других союзных республик строили каналы и ирригационные системы в Муганской, Мильской и Ширванской степях. Увеличились посевные площади, в том числе под хлопчатником, возрос сбор зерновых. А. стал второй после Грузии чайной базой СССР. Колхозный строй вызвал коренные перемены и в быту азербайджанского крестьянства. За годы довоенных пятилеток А. превратился в высокоразвитую индустриально-колхозную республику.
Ленинская национальная политика, дружеская поддержка всего советского народа помогли осуществить в А. культурную революцию — ликвидировать неграмотность, вырастить квалифицированные национальные кадры рабочего класса и народной интеллигенции, создать высшие учебные заведения, научные и культурно-просветительские учреждения. Возникли и развились советские азербайджанские литература и искусство (см. соответствующие разделы). Крупным завоеванием революции в А. было вовлечение женщин во все области социалистического строительства. Среди студентов вузов и техникумов в 1940/41 учебного года 41% составляли женщины. Социалистическая индустриализация, коллективизация сельского хозяйства и культурная революция в корне изменили облик ранее отсталой страны. В А. был в основном построен социализм. 15 марта 1935 за выдающиеся успехи в строительстве социализма и в связи с празднованием 15-летия республики Азербайджанская ССР была награждена орденом Ленина.
А. в годы Великой Отечественной войны и в послевоенный период. Во время Великой Отечественной войны 1941 — 45 азербайджанский народ вместе со всеми народами Советского Союза встал на защиту социалистического Отечества. За мужество в боях за Родину свыше 20 тыс. азербайджанцев были награждены орденами и медалями, свыше 100 воинов из А., среди которых свыше 40 азербайджанцев, удостоены звания Героя Советского Союза. Бакинский район в годы войны давал до 70% всей добываемой страной нефти. Баку был одним из арсеналов Советских Вооруженных Сил. В республике выпускались различные виды оборонной продукции. Самоотверженно трудилось колхозное крестьянство. В 1941 — 43 на средства трудящихся А. создавались танковые колонны и эскадрильи самолётов. За героический труд в годы войны тысячи рабочих, колхозников и представителей интеллигенции республики были награждены орденами и медалями Советского Союза.