V 20. stoletju se je na območju sedanje PU Ljubljana zvrstilo mnogo dogodkov in sprememb. S spreminjanjem državne ureditve ali oblasti na našem območju se je spreminjala tudi policija. Policiji je danes naloženo več nalog, kot v preteklosti. Med osnovne gotovo spada skrb za splošno varnost ljudi in premoženja. Policijske naloge se pravzaprav že od nastanka države ne spreminjajo, kljub temu da nanje vplivajo značilnosti (dogodki in ostali vplivi) določenega obdobja.

Zgradba današnje PU Ljubljana (Prešernova 18) na križišču takratne Šubičeve ulice 5 in Bleiweisove ceste, je bila zgrajena leta 1894 za stanovalce. Kasneje je bila kupljena za potrebe poveljstva orožništva za deželo Kranjsko. Pričelo se je policijsko obdobje zgradbe na Šubičevi ulici (na sliki iz leta 1920).

Lastninska pravica stavbe današnje PU se je spreminjala skladno z menjavanjem držav na ozemlju današnje Republike Slovenije. Tako je stavba iz lastništva Avstro-Ogrske leta 1925 prešla v last državnega zaklada Kraljevine SHS. Z letom 1930 je postal lastnik državni zaklad Kraljevine Jugoslavije, z letom 1947 pa FLRJ. Z odločbo MNZ iz leta 1949 je lastništvo prešlo v splošno ljudsko premoženje v upravi ekonomsko-finančnega oddelka MNZ LRS. S spremembo nazivov upravnih organov v letu 1961 je postal lastnik Državni sekretariat za NZ LRS, Ljubljana Kidričeva 2, v letu 1964 pa RSNZ SRS. Z osamosvojitvijo leta 1991 je lastnik stavbe postal MNZ RS.

Na kratko poglejmo, kako so delovale in kako delujejo področne policijske postaje, ki so tudi danes v sestavi PU Ljubljana.

Pred 2. svetovno vojno so bila motorna vozila redka. Policija ni imela vozil, zato so orožniki in policisti najpogosteje opravljali službo peš, nekaj jih je kolesarilo. Tudi po vojni je bilo kolo v opremi redkost, da o avtomobilu niti ne govorimo. Pred 2. svetovno vojno so cestni promet nadzorovali policijski stražniki. Po vojni so organizirali postaje ljudske milice za nadzor cestnega prometa. Danes ima PU Ljubljana samo eno številčnejšo policijsko prometno enoto, ki se imenuje Postaja prometne policije Ljubljana.

Policijska postaja vodnikov službenih psov Ljubljana je naslednja področna policijska enota. Začetki uporabe psov v policiji segajo v april leta 1948, ko so na takratni Krekovi šoli na Vodnikovi 62 ustanovili šolo za usposabljanje službenih psov. Ta se je leta 1954 preselila v Podutik pri Ljubljani, kjer je delovala vse do selitve na Gmajnice pri Ljubljani. Sočasno s selitvijo Oddelka za šolanje službenih psov PA GPU, se je v nove in večje prostore na Gmajnice v Ljubljani, 17. aprila 2008 preselila tudi Policijska postaja vodnikov službenih psov Ljubljana, kar je rešilo dolgoletno prostorsko stisko in težave, s katerimi so se srečevali tako policisti kot službeni psi, novi prostori pa zagotavljajo boljše razmere in pogoje za delo ter bivanje psov.

Konji se v policiji uporabljajo od leta 1920. V tistem obdobju je bila organizirana konjeniška enota v Trnovem. Po drugi svetovni vojni so se konji uporabljali do 1958, sledila je prekinitev vse do leta 1974, ko je Uprava javne varnosti Ljubljana v Stožicah ponovno organizirala konjeniško enoto milice. Konjeniška enota je bila organizacijsko podrejena RSNZ. Danes deluje Postaja konjeniške policije Ljubljana v novih prostorih v Stožicah in organizacijsko spada k PU Ljubljana.

Organiziranost PU Ljubljana se je ves čas spreminjala. 1. 1. 1992 so se tedanje uprave za notranje zadeve Ljubljana mesto, Ljubljana okolica in Trbovlje združile v Upravo za notranje zadeve Ljubljana, z vsemi občinami na območju teh treh UNZ. V okviru projekta "Policija na lokalni ravni" je prišlo do sprememb v organizaciji in obliki delovanja. Kot pomembna metoda dela so bile uvedene policijske pisarne, za racionalnejše delovanje policijskih sil pa se je zmanjšalo število policijskih oddelkov. V letu 2000 se je Policijski upravi Ljubljana priključila Postaja železniške policije Ljubljana, medtem ko je Policijski oddelek Gotenica postal Oddelek za izpopolnjevanje in usposabljanje Gotenica, ki deluje kot eden od treh oddelkov v Centru za izpopolnjevanje in usposabljanje Policijske akademije GPU.

Leta 2007 je bila ukinjena Postaja železniške policije Ljubljana, hkrati pa je bila ustanovljena Policijska postaja za izravnalne ukrepe, ki je med drugim prevzela tudi naloge iz delokroga Postaje železniške policije Ljubljana.

1. junija 2011 je bilo Policijski upravi Ljubljana priključeno območje Policijske postaje Cerknica, ki je do takrat spadalo pod območje Policijske uprave Postojna.

V letu 2014 so bile zaradi racionalizacije dela ukinjene policijske pisarne Horjul, Velike Lašče in Mengeš. Trenutno delujejo na območju PU Ljubljana štiri policijske pisarne: Policijska pisarna Moravče, Policijska pisarna Ivančna Gorica, Policijska pisarna Dobrepolje in Policijska pisarna Stari trg pri Ložu.

1. 1. 2016 je prešlo območje občine Velike Lašče, predvsem zaradi možnosti hitrejšega dostopa in krajšega odzivnega časa policistov, iz krajevne pristojnosti Policijske postaje Ljubljana Vič, v krajevno pristojnost Policijske postaje Ribnica.