En 1868, la reina Isabel II fue depuesta por un golpe de estado militar que dio paso a la primera Constitución democrática española (1869), al establecimiento de una monarquía democrática (1870-1873) y a la proclamación de la I República (1873). El 21 de octubre de 1868 se promulgó una nueva Ley de Ayuntamientos con la introducción del sufragio universal masculino, que supuso un avance en la democratización de los ayuntamientos. En Bilbao se inició con la elección de Félix Aguirre como primer alcalde democrático electo por sufragio universal masculino.

En 1869, el nuevo ayuntamiento democrático consiguió que el Gobierno central aprobara la expansión jurisdiccional de la Villa en detrimento de Abando y Begoña, primer eslabón para emprender un ensanche urbano dirigido desde el Ayuntamiento de Bilbao.

Este periodo estuvo sacudido por la II Guerra civil carlista (1872-1874), en la que de nuevo Bilbao fue sitiada desde diciembre de 1873. La resistencia al ataque de las tropas carlistas, durante la alcaldía de Felipe Uhagón, reafirmó su título de "Invicta". La liberación del sitio, por el general Concha, el 2 de mayo de 1874, se convirtió en un referente de la visión liberal de la ciudad.