1941年6月，德军大举入侵苏联，英国和苏联随即成为盟友，两国都视新启用的跨伊朗铁路是由波斯湾至苏联的重要运输补给路线。由于礼萨汗拒不驱逐德国人，英苏两国在1941年6月入侵伊朗，逮捕了礼萨汗及将他流放，两国控制了伊朗的通讯和铁路。1942年，英苏两国的盟友美国派遣武装部队到伊朗协助维持铁路的运作。在随后的数个月内，这三个国家全面控制了伊朗的石油资源，并开辟了各自的补给路线。礼萨汗政权突然崩坍，残余的政府权力亦遭到三国加以限制，礼萨汗的儿子穆罕默德·礼萨·巴列维在得到三国同意下才继任。
1942年1月，这些国家与伊朗签订协议以尊重伊朗的主权，并承诺会在战争结束后的六个月内撤军。美国在1943年的德黑兰会议上重申会遵守协定。1945年，苏联拒绝就撤离就伊朗西北部的东阿塞拜疆和西阿塞拜疆制定时间表，当地滋生的自治运动得到苏联的支持。与此同时，共产党派伊朗人民党在议会拥有代表，影响力强大，并逐渐变得好战。政府不得不采取行动，派遣军队前往伊朗人民党活跃的北部省份试图恢复秩序。伊朗人民党在德黑兰的总部和伊斯法罕的支部分别遭到占领和铲除。到1945年深秋的时候，由于苏军阻止伊朗军队进入北部省份，北部省份仍受到人民党和苏联的控制。
苏联在1946年5月撤军，但紧张局势仍维持了多个月，这正是美国阵营和苏联阵营之间炮制的冷战当中的其中一幕。
此后，伊朗的政局变得较开明，政党得以发展。1944年的议会选举是超过20年以来第一个真正具竞争性的选举。外国影响力成为了各个政党的敏感议题。英国政府附属的英伊石油公司继续在伊朗生产和营销石油。在1930年代初，一些伊朗人开始提倡国家石油产业国有化，这个议题在1946年后变得越来越流行。
穆罕默德·礼萨·巴列维正式就任伊朗沙阿，妻子法拉赫·巴列维。
1941年9月16日，穆罕默德·礼萨·巴列维继承父亲的王位，他希望沿用父亲的改革政策，然而他很快便与老练、奉行民族主义的穆罕默德·摩萨台开展一场政治之争。
虽然宣誓过作为立宪君主会将权力下放给议会政府，穆罕默德·礼萨·巴列维却逐渐干预政府事务。他致力于恢复军队，确保军队作为君主的主要力量而置于皇室的控制之下。1949年，亲苏政党伊朗人民党暗杀沙阿未遂，导致伊朗人民党被取缔，沙阿的立宪权力一时水涨船高。
1951年，伊朗议会以79票支持、12票反对通过任命穆罕默德·摩萨台为总理，摩萨台马上便落实石油产业国有化，穆罕默德·礼萨·巴列维则担心西方因此而实施的石油禁运会严重影响伊朗经济而持反对态度。沙阿一度流亡海外，英国和美国在1953年8月策划的政变推翻了摩萨台，摩萨台被亲苏部队逮捕，沙阿才得以回国复职。
在冷战和地区局势混乱的环境下，沙阿将自己打造成西方不可或缺的盟友，他在国内进行改革，1963年的白色革命包括了土地改革、妇女获得投票权及消除文盲。主要的基建计划亦陆续实施，中产阶层涌现，使伊朗在二十年内成为了中东一股不可忽视的经济和军事势力。
不过，沙阿的改革措施及专断行事令宗教领袖担心他们原有的传统权力将会失去，知识分子也谋求民主改革。宪法明订限制王权，建立代议政府，故反对者批评沙阿违反宪法。
沙阿又自视为古伊朗帝王的后裔，他在1971年举行波斯帝国成立2500周年庆典，又在1976年改用皇历，皇历以25世纪前波斯帝国成立开始计算。这些举措被视为是去伊斯兰化，导致更多的教士群起反对。
穆罕默德·礼萨·巴列维与法拉赫·巴列维在1979年1月16日离开伊朗。
沙阿政府利用秘密警察组织萨瓦克镇压反对派，包括伊朗人民党的党员。
到1970年代中期，沙阿利用石油收益推行更大胆的改革措施，以冀实现白色革命，他的社会经济改革激怒了教士阶层，包括霍梅尼在内的宗教领袖将这些不满与伊斯兰教旨结合在一起，呼吁推翻沙阿及恢复伊斯兰传统，称之为伊斯兰革命。1978至1979年间爆发的大规模起义使沙阿政府倒台。革命解散了萨瓦克，以萨瓦马取代。沙阿逃离伊朗，先后在埃及、墨西哥、美国及巴拿马寻找治疗，最后以埃及总统穆罕默德·安瓦尔·萨达特客人的身份与家人定居埃及。穆罕默德·礼萨·巴列维逝世后，他的儿子礼萨·巴列维在不在场的情况下加冕为王，礼萨·巴列维与他的妻子和三名女儿当时居住在美国马里兰州的波托马克(Potomac)。 1921年，卡扎尔王朝波斯哥萨克旅(Cossack Brigade)的官员礼萨汗利用哥萨克旅支持针对卡扎尔政府的一次政变。通过镇压叛乱和维持秩序，礼萨汗将自己塑造成国家最具权势的人物。在1925年召开的一次会议废黜了卡扎尔王朝最后一位统治者艾哈迈德沙·卡扎尔，并任命礼萨汗为新一任沙阿。
礼萨汗雄心壮志地计划在伊朗实行现代化，包括大规模发展工业、落实主要的基础建设计划、建设跨国铁路系统、建立公立学校机制、改革司法机构及改善医疗卫生。他相信由知识分子领导的强势、集权政府可以实施这些计划。
礼萨汗派遣逾百人到欧洲留学，包括他的儿子。在1925年至1941年的16年间，礼萨汗的发展计划使国家都市化，公共教育的进展理想，专业的中产阶层和工人阶层涌现。
到1930年代中期，礼萨汗的高度世俗政策引起一些团体的不满，特别是反对进行改革的教士。1935年，礼萨汗颁布一条法令，要求外国使节在官方通讯当中使用“伊朗”一词，波斯是西方人的用语，波斯人则为伊朗。这条法令受到一些学者的反对，继任的穆罕默德·礼萨·巴列维在1959年宣布波斯和伊朗两词都可以交替使用。
礼萨汗
尽管当时英国已透过附属的英伊石油公司控制着伊朗的石油资源，礼萨汗尽量避免与英国和苏联打交道。虽然礼萨汗的发展计划需要配合外国的专门技术，但他仍避免与英苏两国的公司签订合同。他比较倾向从德国、法国、意大利和其他欧洲国家获得技术支援。在1939年后，德国和英国成为了第二次世界大战的死对头，这对伊朗寻求技术支援造成了障碍。礼萨汗宣布伊朗是中立国，但英国坚称在伊朗的德国工程师和技术人员是间谍，企图破坏伊朗西南部的英国石油设施。英国要求伊朗驱逐所有德国公民，但礼萨汗予以拒绝，认为这样会对他的发展计划造成负面影响。