כתוב המשך לפרק זה - בשנת 1918 העיר הייתה בשליטת הרפובליקה העממית האוקראינית וההטמאנאט האוקראיני. משנת 1919 העיר הייתה בשליטה של הצבא הלבן של דרום רוסיה של אנטון דניקין. בשנת 1920 הפכה אוסטרוגוג'סק לחלק מרוסיה הסובייטית, בעוד הגבולות בין רוסיה הסובייטית לאוקראינה הסובייטית לא הושלמו עד 1925. על פי מפקד האוכלוסין של 1926, האוקראינים היוו 74.1 אחוזים מתושבי העיר ו-69.6 אחוזים מתושבי המחוז. בשנת 1928 הפכה אוסטרוג'שסק למרכז מנהלי של מחוז בתוך מה שהוא עכשיו וורונז' אובלסט. העיר כבשה גרמניה הנאצית במהלך מלחמת העולם השנייה מ-5 ביולי 1942 (במהלך קרב וורונז'
) עד ל-20 בינואר 1943, כאשר היא שוחררה במהלך מתקפת אוסטרוגוזסק-רוסוש.