Революционные события 1917 года быстро докатились из Петербурга до Одессы. Часть духовенства Херсонской епархии поддержали перемены в общественной жизни империи, в надежде, что они внесут новое дыхание в церковную и религиозную жизнь. В 1918 году в Одессе состоялся съезд духовенства епархии. Новым владыкой был избран митрополит Платон (Рождественский). К 1922 году набрало силу движение обнавленчества, вовлекшее в себя многих представителей как белого, так и монашествующего духовенства. К тому времени часть храмов, после изъятия из них церковных ценностей, уже было закрыто.

      В начале 1930-х годов началось посвсеместное преследование духовных лиц, последовали массовые аресты, причиной которых стали ложные обвинения в создании в стенах церкви антисоветских и фашистских организаций. Сотни представителей духовенства были осуждены тройками и отправлены в лагеря, где многие из них нашли свой последний путь. Немалое число приняло мученическую смерть после зверских допросов. Среди одесских священномучеников известны: архиепископы Прокопий Титов и Онуфрий Гагалюк, епископы Анатолий Грисюк, Антоний Панкеев, Парфений Брянских, протоиерейЕфрем Долганев.

 
Архиепископ Онуфрий Гагалюк  (2.04.1889 - 1.06.1938)

С началом Великой Отечественной войны Одесса была окупирована румынскими войсками. В этот период в городе открылись для богослужения десятки православных храмов. После великой победы над фашистской Германией духовная жизнь Одессы ожила с новой силой. В 1945 году был открыт прием в Одесскую духовную семинарию. Одесский Свято-Успенский мужской монастырь на Большом Фонтане получил статус резиденции патриарха Русской Православной церкви. С тех пор визиты правящих иерархов в Одессу стали регулярными.