Пристань у Котласа в начале XX века
Обложка расписания движения поездов Вятка — Котлас, 1899 год
В конце XIX века Котлас стал крупной железнодорожной станцией. В январе 1899 года была завершена постройка железной дороги Пермь — Вятка — Котлас длиной 812 вёрст. Берега Северной Двины были укреплены, а внизу около самой реки прямо к пристаням были проложены рельсы. Грузы, прибывшие Котлас по железной дороге, дальше уже отправлялись к Архангельску на пароходах.
А. Фирсов, посетивший Котлас около 1905 года, описывает город:
Во время гражданской войны Архангельск был взят интервентами и они продвигались по Северной Двине к Котласу. При подготовке к обороне было установлено несколько линий минных заграждений Двины, в 120 км от Котласа был перегорожен фарватер Двины. В ноябре 1918 была сформирована 18 стрелковая дивизия, получившая название Котласской.
На 1923 год Котлас состоял из четырёх деревень и поселка железнодорожников.
Значение Котласского железнодорожного узла возросло в начале 30-х годов прошлого века. В 1930 году на станцию Котлас-Южный прибывало около 9 тыс. вагонов и порядка 11 тыс. вагонов отправлялось. Основные грузы — хлеб и лес. Перед Великой Отечественной войной грузооборот станции Котлас-Южный достигал 1 млн тонн в год.
17 февраля 1940 года Указом Президиума Верховного Совета РСФСР Котлас был выделен в самостоятельную административную единицу областного подчинения.
В годы войны после завершения строительства Северо-Печорской железной дороги Котлас превратился в крупный транспортный узел. 28 декабря 1941 года из Воркуты был отправлен первый поезд по новой магистрали. В середине лета 1942 г. Северо-Печорская магистраль была введена в постоянную эксплуатацию на участке Воркута-Котлас-Коноша.
В госпитале пересыльного пункта г. Котлас скончался в 1943 году знаменитый польский актёр и режиссёр предвоенных лет Эугениуш Бодо (реабилитирован 18 октября 1991 года).
В 1957 году был построен новый железнодорожный вокзал.
11 марта 1987 года на Котласском комбинате хлебопродуктов произошел взрыв мучной пыли на четвёртой силосной башне. Тушение пожара продолжалось трое суток. В первом корпусе больничного городка выбило стёкла по восточному фасаду, и серьёзно повредило стены.