À partir de 1922, l’intérêt des Parisiens pour notre ville connait un véritable engouement. Les grosses propriétés se transforment en lotissements clôturés et progressivement les terres agricoles laissent la place à des résidences construites en dur accueillant des résidents permanents ou des vacanciers.
On assiste à une transformation du village, sa population est passée de 398 habitants en 1921 à 1478 en 1931. Le quartier de la gare, actuelle place de la Libération, se transforme en un véritable centre commercial, avec ses épiceries, son bazar, ses cafés, son hôtel, son restaurant…
Suite à la croissance de la population, la construction d’une école est décidée en 1930. Elle sera inaugurée en 1934.
Mr François Mouthon, Maire de la ville élu en 1929, a joué un rôle très important dans ces changements.
Cette évolution sera freinée par la guerre, elle reprendra à un rythme modéré jusqu’à 1960.
Un ancien projet d’avant-guerre fait sa réapparition d’où la décision de réaliser un axe autoroutier traversant Chilly-Mazarin.
Rendant notre ville à moins d’un quart d’heure de Paris, l’autoroute sera la cause et le moteur d’une grande mutation.
Cet aménagement révolutionnera toute l’organisation spatiale de la ville, l’ensemble du territoire communal sera réaménagé. La ville sera divisée en deux parties. La vocation rurale disparaît à jamais. Les agriculteurs ont laissé leur place aux promoteurs et aux constructeurs et les terres arables aux cités pavillonnaires et aux bâtiments.
Grâce à l’impressionnant solde migratoire, on est passé à 9947 habitants en 1968. Parmi les nouveaux arrivants, on compte de nombreux rapatriés d’Algérie.
En 1968, année de la réorganisation de la région parisienne, la ville de Chilly-Mazarin est rattachée au nouveau département l’Essonne (91) et à l’arrondissement de Palaiseau. Elle devient un chef-lieu de canton.
La loi du 12 juillet 1999 permet à notre ville de se regrouper avec celles de Ballainvilliers, Champlan, Epinay-sur-Orge, La Ville-du-Bois, Longjumeau, Massy, Morangis, Saulx-les-Chartreux, Villebon-sur-Yvette pour former la communauté d’agglomération « Europ’ Essonne ». Celle-ci , à son tour en 2016 elle fusionne avec celle du « Plateau de Saclay » pour devenir la communauté d’agglomération « Paris Saclay »