Do Polski Chełmno powróciło 22 stycznia 1920 roku. W okresie międzywojennym miasto nadal rozwijało się: rozbudowano sieć wodociągową, gruntownie odnowiono kościół farny, założono istniejące do dziś zgromadzenie księży Pallotynów, wybudowano wały przeciwpowodziowe, a także utworzono zalążek miejskiego muzeum. W tym okresie miasto opuściło wielu Niemców oraz większość społeczności żydowskiej (niemal w całości zasymilowanej). Ostatnim starostą chełmińskim był Zygmunt Gużewski.
Chełmno zostało zajęte przez Niemców bez walki 5 września 1939 roku i rozpoczęła się niemiecka okupacja. W czasie okupacji Niemcy w lesie w pobliskich Klamrach wymordowali polską elitę. Prześladowania dotknęły także chełmińskich Żydów, zniszczona została położona przy ulicy Poprzecznej synagoga oraz kirkut położony przy ulicy 3 Maja (nieopodal murów miejskich). Nie wiadomo, ilu mieszkańców Chełmna zginęło w Holocauście, jednak społeczność żydowska Chełmna zniknęła całkowicie. Straty materialne miasta były niewielkie, przetopiono jedynie dzwony z kościoła farnego, zniszczono kapliczkę ze źródełkiem oraz zamurowano niszę z Matką Boską na bramie Grudziądzkiej. Wycofujący się Niemcy podpalili także magazyn znajdujący się w okolicach obecnego osiedla im. Franciszka Raszei.