Zu Beginn des 20. Jahrhunderts reichen die bestehenden Badeanlagen für die wachsende Zahl der Kurgäste nicht mehr aus. Auf Veranlassung von Großherzog Ernst Ludwig von Hessen und bei Rhein entstehen neue Bade- und Kuranlagen im Jugendstil. Die Zahl der Kurgäste steigt auf mehr als 35.000 im Jahr, darunter viele Russen und Amerikaner.
Doch auch den weniger begüteten Menschen kann ein Kuraufenthalt ermöglicht werden. Die erste soziale Einrichtung entsteht bereits 1898 durch die Stiftung von Francis Theodora Konitzky. In der Folge wandelt sich das Kurhospital von bescheidenen Anfängen zu einer vielbeachteten Institution.

1929 wird auch die neue Synagoge in der Karlstraße eingeweiht. Sie ist eine von drei Synagogen in Deutschland, die in der Reichspogromnacht 1938 weitestgehend unzerstört bleibt. Im März 1945 findet hier wieder ein erste Gottesdienst statt.

Daneben etablieren sich in der Stadt medizinische Forschungseinrichtungen. Professor Dr. Franz Groedel verdankt Bad Nauheim in den Jahren 1929 - 1931 die Stiftung des William G. Kerckhoff-Instituts für Herz- und Kreislaufforschung. Groedel wird ärztlicher Direktor auf Lebenszeit. Als er 1933 zur Emigration gezwungen wird, leitet er das Institut von New York aus, bis es 1951 nach seinem Tod von der Max-Planck-Gesellschaft übernommen wird.

Bad Nauheim wird schon zu Beginn des Zweiten Weltkriegs zur Lazarettstadt. Durch die Beschlagnahmung der großen Hotels und Sanatorien kommt der Kurbetrieb nach und nach zum Erliegen. Nach Kriegsende werden zahlreiche Privathäuser und Hotelpensionen von den amerikanischen Besatzern beschlagnahmt. 1949 beginnt der Kurbetrieb wieder und 1952 kann Bad Nauheim schon 20.000 Kurgäste zählen.

Seit Mitte der fünfziger Jahre etablieren sich in Bad Nauheim zunehmend Kurheime der Versicherungsanstalten des Landes und Bundes. Durch die offenen Kuren der Krankenkassen erlebt Bad Nauheim einen neuen Aufschwung als Sozialbad. Zur Sicherung des Kurbetriebs siedeln sich immer mehr Fachkliniken für Herz- Kreislauferkrankungen an und bescheren dem Herzheilbad eine zweite Blütezeit. 1975 kommen über 60.000 Kurgäste nach Bad Nauheim. Das Kurhaus entwickelt sich zu einem bedeutenden Tagungs- und Kongresszentrum.

1972 werden im Zuge der hessischen Gebietsreform Nieder-Mörlen, Schwalheim, Rödgen, Wisselsheim und Steinfurth eingemeindet. Bad Nauheim ist nun die größte Stadt des Wetteraukreises.