En la segunda década del siglo XX el Partido Socialista de Bilbao experimenta importantes cambios, que van al compás de las transformaciones tanto en la actividad productiva de la provincia como en el contexto internacional.

Por una parte, la coyuntura de la Primera Guerra Mundial (1914-1918) produce el auge de las industrias siderometalúrgicas. La minería en cambio, entra en cierto estancamiento, llegando a los niveles de 1880. En la lucha por la hegemonía dentro del partido, los mineros serán desplazados por los metalúrgicos. La propia política sindical que se alienta ahora será la de la negociación con la patronal, y no la del recurso a la huelga que había caracterizado la anterior etapa. Se inaugura así una nueva etapa en las relaciones laborales.

Por otra parte, la materialización de la Conjunción Republicano-Socialista en 1909 afecta a la política de los socialistas de Bilbao. Quizás el cambio más visible es la expulsión de Facundo Perezagua del partido en 1914. Indalecio Prieto se consagra ahora como líder,  influenciando hondamente la política a seguir.

El socialismo bilbaíno será uno de los máximos defensores de la alianza con los republicanos, y uno de los máximos críticos del Partido Nacionalista Vasco (PNV), uno de sus contrincantes electorales más importantes. A pesar de este antinacionalimo, el socialismo bilbaíno será un ferviente defensor de la autonomía vasca. Fruto de esta defensa es el estatuto de Autonomía Vasco que se aprueba en 1936, del cual Prieto fue uno de sus principales impulsores. 

Por otra parte, en este periodo se aboga por el electoralismo como modo de alcanzar el poder, llegando a alianzas tanto con republicanos como, en ocasiones, con los monárquicos. De hecho, en Bilbao, una importante parte del electorado es republicano, lo que obliga al socialismo a adecuarse en cierto modo a esta cultura política.

En el contexto internacional, en 1917 se produce la Revolución Rusa, que afecta a todo el socialismo europeo, español y vasco.  La fundación de la III Internacional en 1919, lleva a una ruptura en el socialismo bilbaíno, especialmente cuando una parte de las Juventudes Socialistas se adhieren a la Internacional Comunista.

Durante este periodo además, se produce la huelga revolucionaria de 1917, que tuvo gran impacto en la ciudad de Bilbao. Durante la dictadura de Primo de Rivera (1923-1930), el Partido Socialista es ilegalizado, por lo que algunos de sus destacados líderes, como Indalecio Prieto, han de tomar el camino del exilio.

En 1930 Prieto toma parte, a título personal, en el llamado Pacto de San Sebastián, en el que se acordó poner fin a la monarquía de Alfonso XIII. Consecuencia de ello viene uno de los momentos de mayor esplendor para el Partido Socialista, la proclamación de la Segunda República, en 1931.

En 1936, tras el golpe de estado, la Villa de Bilbao se prepara para la guerra. Los socialistas lucharon por la república junto con otras culturas políticas, como la comunista, la anarquista o la nacionalista.

Además, el Partido socialista participó en el primer gobierno vasco, constituido en octubre de 1936 y presidido por el nacionalista vasco José Antonio Aguirre. Los socialistas gestionaron tres departamentos:

Departamento de Industria- Santiago Aznar Sarachaga.

Departamento de Trabajo, Previsión y Comunicaciones- Juan de los Toyos González.

Departamento de Asistencia Social- Juan Gracia Colás.

En 1937 Bilbao es ocupada por los nacionales. Se pone fin así a esta etapa del socialismo bilbaíno, y comienza la oscura noche de la dictadura.