Первая половина XX века ознаменовалась расцветом научной фантастики. Ключевой фигурой этого жанра стал англичанин Герберт Уэллс, книги которого («Машина Времени», «Война миров», «Когда Спящий проснётся», «Человек-невидимка») послужили основой для множества подражаний. Научная фантастика в этот период стремилась «предсказать», предвосхитить развитие науки и техники, в особенности исследования космоса. Действие книг НФ часто помещалось в будущее, а герои имели дело с новейшими открытиями, изобретениями, неизведанными явлениями. В СССР самыми видными последователями Уэллса были Александр Беляев («Человек-амфибия», «Борьба в эфире», «Голова профессора Доуэля») и А. Н. Толстой («Гиперболоид инженера Гарина», «Аэлита»).
Первые значительные произведения современной фэнтези — сказочно-средневековой фантастики — выходят из-под пера Роберта Э. Говарда («Конан»), Джона Р. Р. Толкина («Хоббит», «Властелин Колец»), Клайва С. Льюиса («Хроники Нарнии»). Помимо этого, в западной литературе начала XX века богато представлена литература ужасов (У. Де ла Мар, Г. Ф. Лавкрафт, Дж. Кольер).
Вторая половина XX в.
В середине XX века традиционная НФ выродилась в развлекательный жанр «космическая опера». Новое поколение авторов НФ постепенно разочаровалось в предвосхищении прогресса. Все чаще в антураже НФ публикуются антиутопии-предупреждения, социальная сатира. Психологические и социальные драмы лежат в основе фантастики писателей третьей четверти XX в: Рэя Брэдбери, Фрэнка Герберта, Филипа К. Дика, братьев А. и Б. Стругацких, Айзека Азимова, Роберта Хайнлайна[18].
Разочарование в прогрессе и науке дало толчок «литературе побега», фантастике, не связанной с реальностью. Вторая половина XX в. переживает бум фэнтези. Вослед Говарду и Толкину появляется множество писателей, чье творчество основано на мифологии, мистике, средневековой романтике. Это Урсула Ле Гуин, Роджер Желязны, Пол Андерсон, Майкл Муркок и др.
В XX веке фантастика перестаёт быть чисто литературным жанром. Фантастические фильмы начали снимать еще в самом начале XX в. («Путешествие на Луну», 1902). Во второй половине века наступает расцвет кинофантастики. Новейшие технологии позволили воплотить на экране то, что прежде было недоступно: фантастическую технику, вымышленных существ, декорации других миров. Особого размаха кино- и телефантастика достигает в США, где снимаются известные фильмы «Звёздные войны», «Терминатор», «Матрица», «Властелин Колец», а также телесериалы «Звёздный путь», «Вавилон-5», «Звёздный крейсер «Галактика»», «Звёздные врата». Параллельно с массовой кинофантастикой существует кинофантастика элитарная, экспериментальная, например, фильмы Андрея Тарковского, Стэнли Кубрика, Тима Бёртона.
Комикс становится ещё одной популярной формой фантастики, особенно в США, Франции, Японии. Поначалу это развлекательные комиксы о супергероях, во второй половине XX в. появляются и более серьёзные работы.
Конец XX- начало XXI в.
В конце XX и начале XXI в. фантастика снова коммерциализируется. Большим спросом пользуется подростковая развлекательная фантастика, например серия «Гарри Поттер» Джоан Роулинг. Бум переживают сперва настольные, а затем и компьютерные игры, основанные на фантастике. Фантастические вселенные — часть популярной культуры, воплощающаяся в литературе, кино, играх, комиксах.
На изломе тысячелетия социальные и философские проблемы в фантастике изживают себя повторениями и начинают уступать место экспериментам со стилем. Постмодернистские оттенки имеет проза Нила Геймана, Чайны Мьевиля, Нила Стивенсона, Пола ди Филиппо. Очень популярна юмористическая фэнтези Терри Пратчетта.
Конец XX в. — эпоха появления компьютерных игр, а начало XXI в. — их расцвета. В огромном количестве игр сюжет строится на основе фантастики — почти в любой игре жанра RPG, значительной части стратегий, шутеров, квестов. Многие игры основаны на вселенных, по которым созданы также книги, фильмы, настольные игры, комиксы, например, Warhammer, Forgotten Realms и Warcraft.