Die Gründung der Ilseder Hütte war eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung der Stadt Peine als Industriestandort: durch die Nähe zu diesem Roheisenlieferanten wurde 1872 das Peiner Walzwerk gegründet.
Das Königreich Hannover wird 1866 von Preußen annektiert. Damit gehört Peine zur preußischen Provinz Hannover.
In enger Zusammenarbeit mit der Ilseder Hütte wird 1872 die Aktiengesellschaft Peiner Walzwerk gegründet. Bereits 1873 nimmt das neugebaute Walzwerk den Betrieb auf, hat jedoch die ersten Jahre unter der beginnenden Wirtschaftskrise zu leiden.
Um die Zukunft der Eisenindustrie zu sichern, betreibt Gerhard Lucas Meyer den Zusammenschluß von Hütte und Walzwerk. Ziel ist der Aufbau eines Thomas-Stahlwerks zur Veredelung des phosphorreichen Ilseder Eisens.
Gerhard Hoyermann entwickelt ab 1877 aus den Phosphorhaltigen Schlacken des Hochofenwerkes Düngemittel für die Landwirtschaft. 1881 gründet er dazu die Peiner Phosphatfabrik. Das von ihm entwickelte Thomasmehl wird heute noch als Düngemittel eingesetzt.
Durch das Thomasverfahren veredeltes Ilseder Eisen wird jetzt als Peiner Stahl überall konkurrenzfähig: Die Stadt nimmt rasenden Aufschwung, bis 1891 werden zwei weitere Walzwerke eröffnet.
Am 1.4.1885 wird Peine durch die preußische Neuordnung Kreisstadt des Landkreises Peine. Durch das Wirtschaftswachstum und den damit verbundenen Bevölkerungszustrom wächst und gedeiht die Stadt.
Nach dem Ende des 1. Weltkrieges wurde in Zusammenarbeit mit der Ilseder Hütte das Stadtgebiet mit elektrischem Strom versorgt. Bis 1922 erstreckte sich das Leitungsnetz fast über das gesamte Stadtgebiet.
Mit Fertigstellung des Abschnittes Hannover-Peine verliert die Bahn allmählich an Bedeutung, ein Großteil der Kohle für die Industrie wird jetzt per Schiff befördert.
Die Stadt Peine erwirbt am 1. Oktober 1922 das Gut Telgte für den Preis von 2.656.900 Mark. Die so erworbenen Gebiete werden schon bald als Bauland dringend benötigt.
Die erste Dampferfahrt Peine-Hannover findet am 02.06.1929 statt.
Der Autobahnabschnitt Peine-Braunschweig wird dem Verkehr übergeben. 1936 folgt der Abschnitt Peine-Lehrte.
Der Abschnitt Peine-Magdeburg wird 1938 fertiggestellt.
Für Peine endete der 2. Weltkrieg am 10.04.1945 durch Übergabe der Stadt an amerikanische Truppen. Größere Opfer und Zerstörungen konnten dadurch vermieden werden.