Alger joue aussi un rôle décisif durant la Guerre d'Algérie (1954-1962), notamment pendant la Bataille d'Alger, durant laquelle la 10e Division parachutiste de l'armée française, à partir du 7 janvier 1957, mena la chasse aux indépendantistes algériens, sur ordre du Garde des Sceaux François Mitterrand, qui lui donne tous pouvoirs pour « éliminer les insurgés ».
Alger reste marquée par cet épisode caractérisé par une lutte sans merci entre les indépendantistes recourant aux attentats anti-français et l'armée française menant une répression sanglante incluant l'usage quasi-systématique de la torture contre les contestataires de l'ordre colonial, tels que le jeune professeur de mathématiques Maurice Audin, ou le leader nationaliste Larbi Ben M'hidi, honorés depuis par la municipalité : des artères principales de la ville portent leurs noms.
Les manifestations du 13 mai 1958 y consacrent la chute de la Quatrième République en France, ainsi que le retour du général de Gaulle aux affaires.