Se nel corso del '700 il numero degli ebrei residenti a Pisa si mantenne costante, con l'inizio del secolo successivo il nucleo ebraico riprese invece a crescere. Un primo sostanzioso aumento si ebbe già in epoca napoleonica con il trasferimento a Pisa di numerosi negozianti livornesi; nei decenni successivi l'immigrazione di parecchie famiglie benestanti, che aprirono, nel quadro di una generale ripresa economica, solide attività commerciali e manifatturiere, permise un'ulteriore crescita, elevando nel contempo il livello sociale della Comunità. Il positivo trend demografico conobbe la sua massima espansione verso la fine dell'800, quando si calcola che nella città tirrenica vivessero circa 600 ebrei.

Nei primi decenni del XX secolo gli strati medio-alti della popolazione ebraica apparivano ormai ben inseriti nella classe dirigente cittadina, figurando nelle associazioni politiche e professionali, nel governo locale (Alessandro D'Ancona ricoprì la carica di sindaco tra il 1906 e il 1907), nelle istituzioni in genere; cospicua era inoltre la presenza di docenti ebrei nell'ateneo pisano. Lo scoppio della prima guerra mondiale vide le famiglie più rilevanti impegnate in iniziative patriottiche e assistenziali; parecchi giovani ebrei furono, del resto, tra i militari toscani caduti al fronte.

Con l'avvento del fascismo i membri della Comunità si orientarono variamente, sulla base di scelte familiari o individuali, continuando, comunque, a partecipare attivamente alla vita cittadina. Nell'autunno del 1938 l'emanazione delle leggi razziali, preceduta da una violenta propaganda antisemita che non trovò a Pisa terreno fertile, ebbe come immediata conseguenza l'espulsione dall'Università di un folto gruppo tra docenti, assistenti e studenti stranieri di "razza ebraica". Allontanati dalla amministrazione pubblica, dalle professioni, dalle attività individuali e commerciali, dalle scuole "di ogni ordine e grado", non pochi ebrei lasciarono la città per andare a studiare all'estero o per cercare altrove nuove opportunità di lavoro.

L'8 settembre del 1943 trovò gran parte della popolazione pisana sfollata nelle campagne a causa dei bombardamenti. Irreperibili ai loro domicili, diversi componenti la Comunità, tra cui il rabbino Hasdà a la moglie Bettina Segre, furono arrestati in altre località toscane ed avviati ai campi di sterminio. In città gli arresti avvennero nel maggio dell'anno seguente; i sette ebrei catturati, rinchiusi nel carcere di via Don Bosco in attesa di essere trasferiti nel campo di transito di Fossoli, riuscirono però ad evadere qualche settimana più tardi grazie ad un ammutinamento dei detenuti comuni.Il 1 agosto 1944, mentre a Pisa era divisa in due dal fronte, il Presidente della Comunità ebraica Giuseppe Pardo Roques, fu massacrato da un gruppo di soldati tedeschi nella sua abitazione di via Sant'Andrea 22, assieme a sei correligionari suoi ospiti, a tre domestiche cristiane e a due vicini, casualmente presenti al momento dell'irruzione. Le modalità dell'eccidio e il successivo saccheggio dei preziosi arredi di casa Pardo fanno ritenere che lo scopo degli assassini fosse la rapina; forte resta, malgrado un processo celebrato nel dopoguerra e conclusosi con una sentenza assolutoria, il dubbio che essi abbiano avuto la complicità di un delatore.

La Comunità Ebraica di Pisa si è faticosamente ripresa dal secondo conflitto mondiale. Oggi la sua giurisdizione territoriale comprende anche Lucca e Viareggio.