Am Ende des 19. Jahrhunderts erfuhr der Platz mehrere prägende Veränderungen. Auf dem gesamten Platz wurden Bäume gepflanzt, in der Mitte des Platzes wurde eine polygonale Plattform angelegt und Beleuchtungssysteme installiert. Der Omonoia-Platz war ein Zentrum, in dem sich die Menschen trafen und das gesellschaftliche Leben florierte, da er der Ausgangspunkt der Eisenbahn war und außerdem von zahlreichen Hotels umgeben war.
Von 1925 bis 1930 wurde die U-Bahn zwischen Piräus und Athen gebaut, was eine weitere Umgestaltung des Platzes erforderlich machte. Der Omonoia-Platz wurde kreisförmig und an den Eingängen der U-Bahn-Station wurden Marmorbalken angebracht. Der Platz begann, europäischen Vorbildern zu ähneln und erhielt eine wichtige kommerzielle Rolle. Aufgrund der Existenz der U-Bahn war es notwendig, auch ein unterirdisches Belüftungssystem einzurichten. 1931 schlug der Bürgermeister von Athen, Spiros Merkouris, vor, acht Skulpturen, die die mythologischen Musen darstellen, aufzustellen, um die Öffnungen der Belüftungsschächte zu verdecken. Das Problem wurde zwar gelöst, aber das Ergebnis entsprach nicht den ästhetischen Erwartungen der Athener, und die Statuen wurden wieder entfernt.
Die 50er Jahre waren eine Zeit der Modernisierung für Athen und damit auch für viele öffentliche Räume. Im Jahr 1954 wurden im unterirdischen Bereich des Omonoia-Platzes Banken, Geschäfte und ein Postamt errichtet.
1958 schrieb das Ministerium für Verkehr und öffentliche Arbeiten einen Wettbewerb für die Gestaltung des Omonoia-Platzes aus. Der Bildhauer George Zongolopoulos und der Architekt Kostas Bitsios erhielten den Zuschlag für das Projekt. Ihr Vorschlag sah ein kreisförmiges Wassersystem vor, in dessen Mitte Zongolopoulos‘ Skulptur „Poseidon“ aufgestellt werden sollte. Der Platz wurde umgestaltet, allerdings ohne die Aufstellung der Skulptur. Schließlich wurde die Skulptur 2014 dauerhaft vor der Milken School of Public Health an der George Washington University in Washington D.C. in den Vereinigten Staaten aufgestellt. Der Omonia-Brunnen wurde zu einem berühmten Wahrzeichen der Stadt, und der Platz selbst war in vielen griechischen Filmen der damaligen Zeit zu sehen.
Im November 1992 wurde der Brunnen zusammen mit der Skulptur „Runner“ zerstört, um das Gelände für den Bau der neuen Athener Metrostation der roten Linie und der neuen Station auszuheben. Im Mai 1994 wurde ein neuer „Läufer“ errichtet und an seinen jetzigen Standort gegenüber dem Hilton-Hotel in Athen versetzt.
Von Mitte 2019 bis Februar 2020 wurde der Platz erneut einer umfassenden Rekonstruktion unterzogen, die notwendig wurde, nachdem frühere ästhetische und städtebauliche Veränderungen schließlich zu einer Verschlechterung dieses zentralen und historischen Bereichs von Athen geführt hatten. Mit öffentlichen und privaten Mitteln restaurierte die Stadt Athen den historischen Brunnen aus dem Jahr 1958 und ersetzte alle Pflastermaterialien durch thermoneutrale Materialien, die den thermischen Fußabdruck des gesamten Platzes verringern.
Unterhalb des Platzes liegt die Metrostation Omonia, ein wichtiger Verkehrsknotenpunkt mit einem Fahrgastaufkommen, das dem der Metrostation Syntagma entspricht.