1949年5月1日大同和平解放，析大同城、郊置大同市，隶属察哈尔省，大同市分5个区。
1949年10月，东、西雁北合并，划归察哈尔省，设雁北专署，属县有：灵丘、广灵、浑源、应县、山阴、大同、怀仁、朔县、平鲁、右玉、左云。
1952年12月大同市辖一、二、三区和口泉矿区。
1954年7月大同县与怀仁县合并为大仁县。
1958年6月市隶属雁北专区。1959年1月23日雁北与忻县合并为晋北专区，大同市隶属晋北专区。雁北合并为6个县：阳高、浑源、灵丘、左云、山阴、朔县。
1961年7月24日晋北专区撤销，大同市复归雁北专区领导，辖城区、口泉区、古城区、怀仁区。同年11月复归山西省直辖。
1962年雁北又恢复13个县的设置，1964年11月撤销古城区、怀仁区，恢复大同县、怀仁县。市辖两区、两县。1965年7月将大同、怀仁二县划归雁北专区。
1966年2月将城区、口泉区所辖农业区划出，成立郊区，大同市辖三个区。
1970年4月，大同市划归雁北领导，9月建立矿区，10月成立南郊区、北郊区和口泉镇。
1971年北郊区改为新荣区。
1972年3月复为省辖市，辖城区、矿区、南郊区、新荣区4个区，17个街道办事处，287个居民委员会，22个乡，5个镇，252个生产大队，1125个生产队，351个自然村。
1989年1月，朔州市成立，雁北管辖的平鲁、朔县、山阴划归朔州市。
1993年7月10日雁北地区撤销，地市合并，怀仁、应县、右玉三县划归朔州市，将天镇、阳高、广灵、灵丘、浑源、左云、大同7县划规大同市，实行市管县。大同市辖城区、矿区、南郊区、新荣区4区7县。 大同市位于山西省最北端，东经112°34′——114°33′，北纬39°03′——40°44′。北以外长城为界，与内蒙古自治区乌兰察布市的兴和县、丰镇市、凉城县毗邻，西、南与本省朔州市的右玉县、怀仁县、应县及忻州市的繁峙县相连，东与河北省张家口市的怀安县、阳原县、蔚县及保定市的涞源县、阜平县接，公路里程距北京约330公里、太原约290公里、呼和浩特约300公里；为首都之屏障、全晋北方之门户，且扼晋、冀、内蒙之咽喉要道，是历代兵家必争之地。
大同市全境总面积14176平方千米，市区面积2080平方千米，建成区108平方千米（2010年）。 大同处于华北地台的山西台背斜与阴山隆起的交接部位。北为北口隆地，西南为大同──静乐凹陷，东南为桑干河新断陷。该区域在多期的地壳构造变动中形成了一系列的构造形迹，尤其以燕山运动和喜马拉雅山运动的影响最为明显，新构造运动相当发育、地震活动也较为频繁。东部为著名的世界地质奇观大同火山群，与云南腾冲构成南北两大火山群。
在地貌构成上，大同的山地面积为278平方公里，占总面积的13.4%；丘陵面积为1177平方公里，占总面积的56.6%；平川面积为626平方公里，仅占总面积的30%。其中，山地、丘陵主要集中于西、北及东北部地区，而平川区位于东南部。这就构成了大同市西北高、东南低，地形由西北向东南倾斜的主要特征。
大同地理环境处于南下阴山、东来燕山、北上吕梁山、太行山北方四大山脉的交叉通道，是大雁为首的中部鸟类南迁通道。西北部山脉属阴山山脉和吕梁山脉，主要有白登山、双山、二朗山、云门山、采凉山等；东南部山脉属太行山脉，主要有恒山、太白山、六棱山等。全市一般海拔在1000～1500米之间，最高处为阳高县境内六棱山黄羊尖（海拔2420米），最低处为灵丘县境内花塔村冉河出口处（海拔558米）。桑干河自西南向东北横贯全市，形成了周围高、中间低、两山夹一川的槽型盆地。除桑干河外，境内主要河流还有属海河水系的御河、南洋河、壶流河、唐河和属黄河水系的苍头河。 大同地处温带大陆性季风气候区，受季风影响，四季鲜明。
春季气温回升很快，平均气温6.5~9.1℃，总是乍暖还寒，多大风，降雨较少，平均降水量仅为56.1mm，占年降水量的14.6%。
夏季气候温和，平均气温在19~21.8℃之间，雨水集中，平均降水量为246.9mm，占全年降水量的64.3%。
秋季来临后气温逐渐下降，平均气温在5.8~8.4℃之间，平均降水量为72.96mm，占全年降水量的19%。
冬季较春夏秋三季漫长，长达四个多月，盛行西北风，日短天寒。平均气温在-12.8~-6.3℃之间，最冷月为1月份，平均气温是-11.3℃。平均降水量为8.06mm，占全年降水量的2.1%。
大同市气候干寒多风，温差较大，年均气温6.4℃，一月零下11.8℃。最低温度零下29.2℃，七月平均气温21.9℃，年降水量400至500毫米，初霜期为九月下旬，无霜期125天左右。 大同是晋北的门户，也是沟通华北与西北省份的桥梁和枢纽，有大运、大塘、大准、大张等10多条公路干线通向全国各地。 截至2013年，全市公路通车里程达到12537.7公里，其中高速公路550.5公里，全市公路密度88.9公里/百平方公里。
大同市内有4个长途客运站，分别为长途客运南站、长途客运北站、新平旺客运站以及新南客运站。长途客运南站位于雁同西路20号，主要是运营发往大同周边郊县的长途汽车；长途客运北站位于火车站西200米处，主要是运营发往太原、朔州等省内长途汽车；新平旺客运站位于矿务局百货大楼南100米，主要是发往山西省内县镇以及北京等地的长途汽车；新南客运站位于新建南路699号（大同二电厂北侧），主要运营发往太原、朔州、北京等地的长途汽车。 国道108国道109国道208国道209国道高速公路宣大高速公路大运高速公路得大高速公路大同绕城高速公路 京包铁路、同蒲铁路、大秦线、大准铁路等线路以及云冈支线、口泉支线等均在大同交汇，规划中的有大西客运专线和大张客运专线。
大同火车站位于京包线中段，每日有多趟列车开往太原、北京、杭州、包头、沈阳等国内大中城市，是京包线、北同蒲线、云岗支线交会点，是贯通华北、西北物资交流和晋煤外运的枢纽站，技术性质为区域性编组站，业务性质为客货运站，等级为特等站。
大同站分为东场和西场，东场担负着京包、同蒲、大秦、口泉、云岗各方向旅客列车的到发作业和京包上下行货物列车的中转作业以及丰台西～包头西间技术直达列车的增减轴作业。
另外，在京包线设有大同北站，主要办理列车的交会、越行作业。在大同二电厂运煤线设有二电厂站，共有到发线2股，其它站线4股，主要办理二电厂运煤专列的到发和卸车作业。 大同旧南关机场为抗战前阎锡山晋军设立经历晋军机场、日军机场、国民党军机场及新中国第一大同市机场。
大同东王庄机场为世界著名滑翔机比赛场地。
大同（怀仁）机场为军用机场，曾作为大同民航机场。
大同云冈机场为支线机场，占地面积2159亩。飞行区等级指标为4C级，可起降B737-300及以下机型，跑道长2400米，宽度45米，站坪1.65万平方米，机位3个。航站楼面积为8200平方米、站坪24050平方米、停车场7600平方米。2014年大同云冈机场旅客吞吐量完成40.9137万人次，排在全国105位；货邮吞吐量完成2068.5吨，排在全国91位；飞机起降19712架次，排在全国69位。 2012年全市实现地区生产总值（GDP）931.3亿元，按可比价格计算，比上年增长10.0%。其中，第一产业增加值49.7亿元，同比增长5.8%；第二产业增加值472.2亿元，同比增长10.8%；第三产业增加值409.4亿元，增长9.7%。第一、二、三产业对GDP增长的贡献率分别为3.7%、50.4%、45.9%。三次产业结构比为5.3∶50.7∶44.0。全市人均GDP实现27813元。
2013年全市实现地区生产总值（GDP）967.5亿元，按可比价格计算，比上年增长8.3%。其中，第一产业增加值54.8亿元，增长4.9%；第二产业增加值455.6亿元，增长8.8%；第三产业增加值457.1亿元，增长8.1%。第一产业增加值占地区生产总值的比重为5.7%，第二产业增加值比重为47.1%，第三产业增加值比重为47.2%。第三产业增加值占比首次超过第二产业。全市人均地区生产总值实现28744元。
2013年全市公共财政预算收入完成94.57亿元，比上年增长17.8%。税收收入76.93亿元，增长20.7%。 2012年全市农作物总播面积321.74千公顷，比上年增加2.22千公顷。全年全市粮食总产量94.90万吨，比上年增加9.00万吨，增长10.5%。全年全市生猪出栏88.47万头，比上年增长4.5%；牛出栏7.88万头，下降3.7%；羊出栏114.45万只，下降1.2%；家禽出栏306.58万只，增长2.0%。全年全市农业机械总动力176.05万千瓦，比上年增长5.4%。
2013年全市农作物总播面积321.87千公顷，比上年增加0.13千公顷。其中，粮食作物播种面积279.46千公顷，增加0.52千公顷。全年全市粮食总产量102.55万吨，比上年增加7.65万吨，增长8.06%。全年全市农业机械总动力185.01万千瓦，比上年增长5.09%。机械耕地面积208.23千公顷，增长7.22%；机械播种面积154.15千公顷，机械收获面积70.14千公顷，分别增长10.41%和28.82%。农村用电量3.39亿千瓦小时，比上年增长4.55%；化肥施用量29.99万吨，比上年增长1.25%。 大同为中国一五计划的重点建设城市。拥有中国华北第一个大型水泥厂——大同水泥厂、华北最大的现代化糖厂——大同糖厂、全国最大的矿务局——大同矿务局等有重大影响意义的企业。
大同市内重要的工业企业有大同煤矿集团、大同电力机车厂、大同齿轮厂、山西橡胶厂、山西柴油机厂、大同第二发电厂、大唐云岗热电厂等。其中大同的制药工业在山西乃至全国占有一定地位。
2012年全市完成全部工业增加值比上年增长11.9%。其中，规模以上工业企业完成工业增加值418.74亿元，比上年增长13.4%。全年全市规模以上工业企业实现主营业务收入1599.22亿元，比上年增长22.3%。
2013年全市规模以上工业企业实现主营业务收入1712.5亿元，比2012年增长5.9%。实现利税77.7亿元，比2012年下降28.3%。其中，国有控股工业企业实现利税63.9亿元，下降34.7%。实现利润18.5亿元，比2012年下降36.0%。其中，国有控股工业企业实现利润11.5亿元，下降54.9%。 2012年全市全社会固定资产投资完成831.79亿元，比上年增长25.1%。全年全市实现社会消费品零售总额413.65亿元，比上年增长16.00%。全年全市海关进出口总额完成50395万美元，比上年增长16.9%。其中，出口完成23400万美元，增长139.0%；进口完成26995万美元，下降19.0%。
2013年全市全社会固定资产投资完成1036.3亿元，比上年增长24.6%。 全年全市实现社会消费品零售总额471.2亿元，比上年增长14.0%。其中，城镇消费品零售额395.6亿元，增长14.8%；乡村消费品零售额75.6亿元，增长9.8%。
2013年全市海关进出口总额完成47815万美元，比上年下降5.1%。其中，出口完成21493万美元，下降8.1%；进口完成26322万美元，下降2.5%。 全年全市新批外商投资企业2家，追加注册资金1家。全年全市合同利用外资11253万美元，同比下降47.1%；外资实际到位16455万美元，同比下降21.7%。
2013年全市接待国内外游客2355.83万人次，比上年增长22.8%。其中：海外旅游接待31.27万人次，同比增长12.7%；国内旅游接待2324.56万人次，同比增长23.0%。全年全市旅游总收入200.33亿元，同比增长23.0%；旅游外汇收入11781.23万美元，同比增长15.2%；国内旅游收入192.90亿元，同比增长23.5%。
