Sala IV prezintă evoluția Chișinăului în perioada începutului anilor 1950 – sfârșitul anilor 1980, când orașul se dezvoltă ca capitală a Republicii Sovietice Socialiste Moldovenești, parte a Uniunii Sovietice.

În această perioadă Chișinăul devine principalul centru administrativ, economic, științific și cultural al republicii, iar dezvoltarea sa are loc în cadrul economiei planificate sovietice, bazată pe industrializare și extinderea infrastructurii urbane.

În oraș sunt create numeroase întreprinderi industriale importante, printre care Uzina de Tractoare, Fabrica de Tricotaje, Fabrica de Mobilă, Fabrica de Încălțăminte, Combinatul de Tutun și Combinatul de Șampanie. Documentele și fotografiile prezentate în expoziție ilustrează activitatea acestor întreprinderi și rolul lor în dezvoltarea economică a orașului.

În această perioadă se dezvoltă și învățământul superior. În Chișinău funcționează Universitatea de Stat, Institutul Pedagogic, Institutul Agricol, Institutul Politehnic și Institutul de Medicină, instituții care au contribuit la formarea specialiștilor în domeniile științei, tehnicii și economiei. În expoziție sunt prezentate fotografii și documente care reflectă viața academică și activitatea studenților din acea perioadă.

Un rol important în dezvoltarea medicinei l-au avut personalități remarcabile precum Nicolae Testemițanu, reformator al sistemului medical și profesor al Institutului de Medicină, precum și Natalia Gheorghiu, medic și cercetător cunoscut în domeniul pediatriei. Activitatea acestor specialiști este ilustrată în expoziție prin fotografii și documente.

Viața culturală a orașului cunoaște o dezvoltare semnificativă. În Chișinău activează instituții artistice precum Teatrul de Stat, Capela Corală „Doina”, condusă de Veronica Garștea, și Ansamblul Academic de Dansuri Populare „Joc”, condus de Vladimir Curbet. În 1957 a fost creat Ansamblul de muzică populară „Fluieraș” al Filarmonicii din Chișinău, dirijat de Serghei Lunchevici, care prin numeroase turnee artistice a contribuit la promovarea folclorului moldovenesc.

Un rol important în dezvoltarea culturii cinematografice l-a avut studioul cinematografic „Moldova-Film”, fondat la Chișinău în 1952. În cadrul acestui studio au fost realizate numeroase filme artistice și documentare. Printre personalitățile marcante ale cinematografiei moldovenești se numără regizorul Emil Loteanu, autorul unor filme devenite clasice, precum „Lăutarii”, „Poienile roșii” și „O șatră urcă la cer”.

În această perioadă se dezvoltă și radiodifuziunea și televiziunea. În 1958 începe să funcționeze Televiziunea Moldovenească, iar Radioul Moldovenesc își extinde activitatea, devenind unul dintre principalele mijloace de informare și comunicare culturală. În expoziție sunt prezentate fotografii și materiale documentare legate de activitatea instituțiilor de radio și televiziune.

Dezvoltarea Chișinăului se reflectă și în transformarea arhitecturii urbane. În anii 1960–1980 sunt construite numeroase clădiri administrative și culturale, printre care Casa Guvernului, Casa Radio, Hotelul „Național”, Hotelul „Codru”, Palatul Republicii și Palatul Național. Fotografiile prezentate în expoziție ilustrează schimbările arhitecturale și urbanistice ale orașului în această perioadă.

La sfârșitul anilor 1980, în contextul transformărilor politice din Uniunea Sovietică, în republică se dezvoltă o mișcare de renaștere națională, care promovează revenirea la limba română și alfabetul latin și afirmarea identității culturale. Documentele și fotografiile prezentate în expoziție reflectă aceste procese istorice care au dus la proclamarea Independenței Republicii Moldova la 27 august 1991, moment în care Chișinăul devine capitala statului independent.