После Октябрьской революции 1917 научные работы по механике значительно интенсифицировались. Крупнейшим учреждением, тесно связанным с развитием механики, стал созданный в Москве в 1918 Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), которому в 1937 присвоено имя его основателя — Н. Е. Жуковского. Здесь в 30-х гг. под руководством Чаплыгина был создан крупнейший научный центр теоретических и экспериментальных исследований, который возглавил гидроаэромеханические исследования применительно к авиации, гидромашиностроению, кораблестроению, промышленной аэродинамике и др. Исследования по механике ведутся также в Институте проблем механики АН СССР (Москва), Институте теоретической и прикладной механики Сибирского отделения АН СССР (Новосибирск), в МГУ, ЛГУ, Ленинградском политехническом институте и других вузах, а также научно-исследовательских институтах АН союзных республик и в отраслевых институтах различных министерств и ведомств.
Основным направлением исследований в 1-й половине 20 в. явилась механика сплошных сред. Значительный прогресс в этой области был связан вначале с приложениями к решению её задач методов теории функций комплексного переменного. В конце 60-х — начале 70-х гг. усилия учёных сосредоточены главным образом на углублении основных фундаментальных представлений о механических процессах, на более глубоком отражении физико-химической природы поведения и взаимодействия тел в экстремальных условиях, изучаются оптимальные режимы технологических процессов и инерциальных систем. Совершенствуются методы исследования на вычислительных машинах с разработкой стандартных программ решения новых задач механики.
В СССР с 1960 регулярно проводятся Всесоюзные съезды по теоретической и прикладной механике. Широко развиты международные связи советских учёных-механиков. Начиная с 1-го Международного конгресса по механике (Нидерланды, 1924) советские учёные принимают участие в их работе. 13-й Международный конгресс по механике был проведён в Москве в 1972. Работы в этом направлении координируются созданным в 1956 Национальным комитетом СССР по теоретической и прикладной механике.
Общая механика. Основными разделами аналитической механики, получившими развитие в 20 в., были теория устойчивости, тесно связанная с общими качественными методами исследования дифференциальных уравнений, а также выделившаяся в самостоятельный раздел механики теория управления. Существенный вклад в теорию устойчивости А. М. Ляпунова был внесён Н. Г. Четаевым, который, в частности, предложил эффективный метод построения функций Ляпунова и дал общую теорему о неустойчивости движения, получив на её основе обращение теоремы Лагранжа об устойчивости равновесия. Важные результаты были получены в развитии второго метода Ляпунова и в доказательстве теорем существования (Н. Н. Красовский, В. В. Румянцев и др.), в исследовании устойчивости в критических случаях (Г. В. Каменков, И. Г. Малкин), в развитии первого метода Ляпунова (Н. П. Еругин и др.).
В классических разделах аналитической механики получено обобщение вариационного принципа Гаусса, проанализированы способы освобождения систем (Н. Г. Четаев, Н. Е. Кочин), разработана теория возмущений и устойчивости стационарных движений динамических систем (А. Н. Колмогоров, В. И. Арнольд), развита геометрия неголономных многообразий (В. В. Вагнер) и динамика неголономных систем, а также систем с неидеальными связями (Ю. И. Неймарк, Н. А. Фуфаев и др.).
Широкое развитие, особенно после 30—40-х гг., получила динамика гироскопов и гироскопических систем (А. Н. Крылов, Б. В. Булгаков, А. Ю. Ишлинский, Е. Л. Николаи, Я. Н. Ройтенберг и др.), а также связанная с ней теория инерциальной навигации (А. Ю. Ишлинский и др.). Новые вопросы рассмотрены в динамике твёрдых тел с жидким наполнением (Н. Н. Моисеев, В. В. Румянцев и др.). В связи с изучением движения и ориентации искусственных спутников осуществляются исследования в области динамики космического полёта (Д. Е. Охоцимский, Т. М. Энеев и др.).
Обширный раздел общей механики составляет теория колебаний. Основы теоретических и экспериментальных исследований нелинейных колебаний были заложены и развиты в конце 30-х — начале 40-х гг. в работах двух больших направлений Л. И. Мандельштама — Н. Д. Папалекси и Н. М. Крылова — Н. Н. Боголюбова, получивших мировое признание. Первое (А. А. Андронов, А. А. Витт, С. Э. Хайкин и др.) характерно использованием топологических методов качественной теории дифференциальных уравнений. А. А. Андронову принадлежат, в частности, основополагающие работы по теории автоколебаний и методу точечных отображений. Работы второго основаны на применении теории асимптотических разложений (Ю. А. Митропольский и др.).
С приложениями в технике и с проблемами устойчивости, колебаний и гироскопических систем тесно связана теория управления, бурно развивающаяся с 50-х гг., истоки которой лежат в теории автоматического регулирования. Важнейшая современная проблема механики и смежных дисциплин — теория оптимального управления. К общей механике примыкают работы по теории машин и механизмов.
Механика жидкости и газа. Исследования 20—30-х гг. по гидродинамике несжимаемой жидкости развивались преимущественно в духе классических работ школы Жуковского — Чаплыгина. В теории крыла продолжалось изучение обтекания профилей и решёток, была развита теория тонкого крыла, рассмотрен ряд простейших нестационарных задач, колебания крыла, круглого в плане; решены задачи об ударе тела о воду и о глиссировании (В. В. Голубев, М. В. Келдыш, Н. Е. Кочин, М. А. Лаврентьев, Л. И. Седов и др.). Получила развитие вихревая теория винта (В. П. Ветчинкин, Н. Н. Поляхов). В послевоенный период и особенно в 60—70-х гг. в связи с дальнейшим развитием теории и главным образом благодаря внедрению быстродействующих ЭВМ оказалось возможным анализировать сложные нестационарные задачи обтекания крыла с исследованием схождения вихревой пелены (С. М. Белоцерковский).
Существенные результаты получены в гидродинамике течений со свободными поверхностями. Строго обоснованная теория поверхностных волн конечной амплитуды дана в 20-х гг. А. И. Некрасовым. Большой цикл исследований по линейной теории волн, в том числе приливных, и волновому сопротивлению проведён в 30-х гг. (М. В. Келдыш, Кочин, Л.Н. Сретенский и др.). Нелинейной теории волн посвящены работы Кочина, Н. Н. Моисеева, Я. И. Секерж-Зеньковича, Сретенского и др. Всемирно известные работы по теории качки корабля А. Н. Крылова получили дальнейшее развитие в трудах М. Д. Хаскинда. Достигнуты большие успехи в теории жидкостных струй (обтекание криволинейных препятствий — А. И. Некрасов, обтекание с возвратной струей — Д. А. Эфрос). Разработана теория кумулятивных зарядов, дан ряд строгих математических результатов в теории уединённой волны в струй М. А. Лаврентьевым.
В аэродинамике дозвуковых скоростей начиная с конца 30-х гг. применяются методы аппроксимации адиабаты Чаплыгина: были даны приближённый метод расчёта обтекания профиля, а затем и строгие решения для линейной аппроксимации адиабаты (Седов, С. А. Христианович, И. М. Юрьев).
В 1924—25 Кочин рассмотрел сильные разрывы в сжимаемом потоке. К 30-м гг. относится разработка метода характеристик для сверхзвуковых течений (Ф. И. Франкль). Работы 40-х гг. посвящены преимущественно линейной теории установившихся и неустановившихся течений, в том числе задаче о крыле конечного размаха (Е. А. Красильщикова). Последующие аналитические работы были направлены на качественное исследование точных уравнений и изучение течений, близких к известным строгим решениям (А. А. Никольский, Н. А. Слёзкин, С. А. Христианович и др.). В 50-х гг. проведён цикл работ по вариационным методам определения формы тел, обладающих экстремальными характеристиками. Существенные результаты получены в теории околозвуковых течений (С. В. Фалькович, Франкль). Самостоятельный раздел газовой динамики составили исследования течений с весьма большими сверхзвуковыми (гиперзвуковыми) скоростями (С. В. Валландер, В. В. Сычев, Г. Г. Чёрный и др.).