Helsinki ja sen satamat elivät poikkeuksellisen suuren kasvun ja murroksen aikaa 1870-luvulta 1910-luvulle saakka. Vanha uninen puutalokaupunki alkoi väistyä dynaamisen ja modernisoituvan kivikaupungin tieltä. Väkiluku kasvoi 1870-luvun reilusta 20 000:sta yli 150 000:een. Suuri muutos koettiin myös kielioloissa, kun vanhastaan ruotsinkielinen kaupunki muuttui vuosisadan vaihteessa vähitellen suomalaisvoittoiseksi.

Satamassa muutos näkyi erityisen selvästi. Uudessa Suomettaressa muisteltiin toukokuussa 1893, kuinka vielä vajaat parikymmentä vuotta aiemmin satama oli ollut vaatimaton ja nokinen: 

Viaporin ja Helsingin väliä kulkea piipatti pari mitätöntä höyrypurtta, joiden peittämättömistä koneista nousi kulkevain nenään äitelä haju ja tarttui lähellä tulevain liepeisiin kulumattomia pilkkuja. Loitompaa saapui joku isompi rannikkoalus ja silloin tällöin näki ison merenkulkijankin lastia rantalaiturille purkamassa. Jos kolme alusta oli yht’aikaa satamassa, oli niitä jo paljo.

1890-luvun todellisuudessa näky oli toinen. 

Laitureissa kesää odotti muhkeita, kiiltäviä matkustajalaivoja. Sataman auettua laivoja saapui jatkuvasti, ja niitä oli laitureissa kolme tai neljä vierekkäin, limittäin ja lomittain, ja moni joutui jäämään ankkuripaikalle tuulen armoille heilumaan. Laitureilla juoksenteli kiireisiä ihmisiä, ja väkipyörä vingahteli, kun höyrylaivan lastihuoneesta nostettiin tynnyreitä, jauho- ja perunasäkkejä, rautatiekiskoja, rautatavaraa, kivihiiliä ja niin edelleen. Hevosmiehet olivat valmiina lastaamaan laiturille kasaantuvia tavarapinoja kärryihinsä ja kuljettamaan niitä kaupunkiin. Tullimiehet liehuivat ”muistikirja kädessä sekä hiki otsassa”, satamajätkät eli lastaajat puuhailivat omiaan, ajurit komentelivat hevosiaan, jotka ihmettelivät hiljaisen talven vaihtumista keväiseen tohinaan.

Koko autonomian aika oli Helsingin sataman kannalta jatkuvan rakentamisen aikaa. Satama-aluekin laajeni. Eteläsatama rakentui vaihe vaiheelta, Pohjoissatamaankin nousi laitureita, tuleva Länsisatama alkoi muotoutua Hietalahteen ja Sörnäisten satama rakentui satamaradan rinnalla. Tultaessa 1900-luvulle satamalaitos olikin laajentunut ja kehittynyt melkoisesti.

Helsingin satamat ottivat ison harppauksen kohti teollista aikaa, kun Sörnäisten satama ja vähitellen laajeneva uudenaikainen satamarata muuttivat kaupunkikuvaa ja tehostivat tavaraliikennettä. Sörnäisten-Pasilan puunkuljetuksia varten rakennettu satamarata valmistui jo 1863, ja 1890-luvun alussa alkaneet suuret rakennustyöt yhdistivät Rautatieaseman Eteläsatamaan, Katajanokalle ja Jätkäsaareen.

Eteläsatamaan hankittiin myös kaupungin ensimmäinen satamanosturi. Suurkaupungin sataman tärkein voima löytyi silti edelleen ihmislihaksista. Modernisoituva satamakin toimi lopulta ahtaajien ikiaikaisen ammattikunnan voimin.

Helsingistä oli tullut teollisuuskaupunki ja satamasta maan suurin tuontisatama. Tämä tarkoitti myös uusia haasteita tavaroiden varastoimiselle. Parannusta tilanteeseen ryhdyttiin etsimään aluksi yksityisin voimin, kun kaupungin johtavat liikemiehet perustivat Helsingin makasiiniyhtiön. Pian myös Helsingin satama tuli mukaan yhtiön merkittäväksi omistajaksi ja vuodesta 1944 lähtien Helsingin kaupunki hankki omistukseensa yhtiön koko osakekannan.

Helsingin Makasiiniosakeyhtiön huutokaupoissa myytiin vuosisadan vaihteessa muun muassa polkupyöriä, tupakkaa, guatemalalaista kahvia, suutarin työkaluja, lyhtyjä, kärrynpyöriä, niittokoneita, erilaisia jauhoja, bosnialaisia ja ranskalaisia luumuja, amerikkalaisia viinirypäleitä, Messinan appelsiineja, anjovista, saksalaista ruokasipulia, englantilaista siirappia, luumuja, lakritsia, rusinoita, nahkaa ja kengännyörejä, keksejä, päärynöitä, teelaatikoita, separaattoreita, turbiininosia, jyrsinkoneita, rautatietavaroita, ruuvipuristimia, häränvuotia, mankeleita, siirtoakselipukkeja, teräsakseleita, rautalevykattiloita, höyrypesukoneita ja sentrifugeja.

Uusi teollinen aikakausi haastoi myös luonnonolot. Höyrykone vapautti laivat tuulten armoilta ja viimein jäänmurtajien kausi mahdollisti myös talven voittamisen.

Uusi aika näkyi myös matkustajaliikenteen kasvuna. Ensimmäisen matkustajaterminaalinsa Helsingin satama sai 1800-luvun lopulla, jolloin käyttöön otettiin Eteläsatamaan rakennettu Tullipaviljonki.