В ноябре 1920 года, на IX съезде Советов города Темникова, было принято решение о вскрытии мощей преподобного Серафима Саровского. Создали специальную комиссию в количестве 157 человек. 17 ноября 1920 года комиссия собралась в монастыре. Несмотря на протесты верующих и священнослужителей, вскрытие раки с мощами преподобного старца началось. Чтобы избежать прикосновения к мощам рук безбожников, вскрывали мощи два иеромонаха — отец Маркелин, долго хранивший раку с мощами, и отец Руфин (в будущем он станет на короткое время настоятелем монастыря). Отец Маркелин открыл гробницу, и перед глазами оказалась фигура «...в виде очертания человеческого тела». После вскрытия мощи святого старца Серафима закрыли стеклянной рамой и выставили на обозрение.
Хозяйство Саровского монастыря было разорено, святыни осквернены. Один из последних настоятелей монастыря, игумен Руфин, так описал состояние обители: «Осталось 160 человек, в основном престарелые, больные, увечные, слепые и хромые, которые не могут трудом добывать себе пропитание.
Осталась одна надежда — на милосердие православных христиан». Игумен Руфин отправляет монахов на сбор пожертвований, необходимых для пропитания братии.
В апреле 1922 года в Темниковском уезде была образована комиссия по изъятию церковных ценностей. К концу 1925 года Саровский монастырь решили закрыть.
Шла подготовка к ликвидации, а Саровский монастырь праздновал двадцать третью годовщину канонизации преподобного Серафима. В Саров приехало около 11 тысяч паломников из многих городов России.
В августе 1926 года арестовали игумена Руфина, отца Маркелина, отца Леонида, отца Иерофея, отца Макария. Монастырь обезглавили. В марте 1927 года было принято правительственное решение о ликвидации Саровского монастыря. Оставшиеся имущество и строения были переданы в ведение Нижегородского управления НКВД.
На базе бывшего Саровского монастыря в 1927 году была создана детская трудовая коммуна. Она просуществовала три года. В ноябре 1931 года трудовая коммуна в Сарове была закрыта. После детской колонии силами НКВД в поселке организуется исправительная трудовая колония для подростков и взрослых заключенных. Силами заключенных была запущена деревообрабатывающая фабрика, на которой изготавливали кузова для горьковских автомобилей. Как и монастырь, колония жила в автономном режиме.
Позже в поселке был построен специальный цех для производства коньков и санок. В ноябре 1938 года исправительную колонию ликвидировали.
Во время войны завод значительно расширился за счет станков эвакуированных предприятий, здесь были построены поточные линии по производству снарядов. В конце 1942 года на заводе началась подготовка к выпуску новой продукции — комплектов деталей к снарядам М13 для реактивных минометов «Катюша».
В 1946 году Саров избирается Ю. Б. Харитоном и И. В. Курчатовым для создания на его территории секретного объекта, целью которого было создание ядерного оружия. После 1946 года, из соображений секретности, Саров, или, как он тогда назывался, «Населенный пункт КБ-11», надолго исчезает со всех карт. Постоянно меняются его названия: КБ-11, Москва Центр-300, Кремлев, Арзамас-16. Силами ведущих ученых, техников и рабочих, возглавляемых Ю. Б. Харитоном и И. В. Курчатовым, секретный объект начинает активно функционировать.
Возрождение Саровской обители
26 сентября 1989 года Саров посетил архиепископ Нижегородский и Арзамасский Николай. Он отслужил молебен с акафистом преподобному Серафиму в дальней пустыньке.
А в 1990 году в Сарове был организован первый православный приход.
2 августа 1991 года, в рамках празднования второго обретения мощей преподобного Серафима Саровского, город впервые посетил Патриарх Московский и всея Руси Алексий II.
В апреле 1992 года, по благословению митрополита Нижегородского и Арзамасского Николая, в Саров прибыл священник Владимир Алясов. Действующего храма в городе к тому времени не было. Из семи храмов монастыря три главных были взорваны в 1951-1953 годах. Остальные храмы перестроены: в Троицком храме с конца 40-х годов разместился театр, в Церкви Иоанна Крестителя — один из отделов ВНИИЭФ, в храме Всех Святых — магазин.
14 июня 1992 года, в День Святой Троицы, директором НИИЭФ В. А. Белугиным утвержден акт о передаче городскому православному приходу здания бывшей церкви Всех Святых, до недавнего времени хозяйственного магазина № 27. Летом и осенью 1992 года в храме велись восстановительные работы. Основные ремонтные работы были закончены к середине октября, и в праздник Покрова Пресвятой Богородицы в храме Всех Святых состоялись первые богослужения: всенощное бдение, молебен.
В феврале 1993 года митрополит Нижегородский и Арзамасский Николай освятил храм Всех Святых.
Летом 1999 года Церкви был возвращен монастырский храм Усекновения главы Иоанна Предтечи и колокольня. В том же году на колокольне были установлены колокола, выполненные по расчетам одной из лабораторий ВНИИЭФ.