Om 1700-talet var en period av lugn och utveckling i Moskva så bjöd det efterföljande århundradet på större omvälvningar.
Napoleons styrkor ryckte fram mot Moskva 1812 och efter att ryssarna förlorat slaget vid Borodino, tiotalet mil från Moskva, stod det klart att de franska styrkorna skulle nå fram till staden. De ryska befälhavarna samlades den 1 september 1812 och tog det radikala beslutet att överge och evakuera Moskva. Detta kunde man göra eftersom staden inte var landets huvudstad vid den här tiden. När de franska trupperna nådde Moskva nästa dag fann de en tom stad, helt tömd på förnödenheter och andra saker som fransmännen hoppats finna. Situationen förvärrades ytterligare av att eldsvådor utbröt i staden. Orsaken till branden är än idag okänd men den spred sig snabbt och varade i hela fyra dygn. Eftersom en mycket stor del av bebyggelsen fortfarande bestod av trähus blev konsekvenserna förödande.
På 1830-talet började den industriella revolutionen i Ryssland. Moskvas roll som landets centralort blev tydligare. Infrastruktur och handel utvecklades i staden, bland annat byggdes sex nya järnvägsstationer.
Även kultur och utbildning fick ett uppsving, till exempel öppnades Konservatoriet 1866 och Moskvas tekniska högskola 1868.