A finales del siglo XIX la plaza sufrió varios cambios formativos. Se colocaron árboles en toda la plaza, se colocó una plataforma poligonal en el centro de la plaza y se instalaron sistemas de iluminación. La Plaza Omonoia era un centro de encuentro y de vida social, ya que era el punto de partida del ferrocarril, y además estaba rodeada de numerosos hoteles.
De 1925 a 1930 se construyó el ferrocarril subterráneo entre El Pireo y Atenas, lo que exigió un nuevo rediseño de la Plaza. La Plaza Omonoia se convirtió en circular y se colocaron barras de mármol en las entradas de la estación de metro. La plaza empezó a parecerse a los prototipos europeos y adquirió un importante papel comercial. Debido a la existencia del ferrocarril subterráneo fue necesario crear también un sistema de ventilación subterráneo y en 1931 el alcalde de Atenas, Spiros Merkouris, sugirió colocar ocho esculturas que representaran a las musas mitológicas para cubrir las aberturas de los conductos de ventilación. Aunque el problema se resolvió, el resultado no satisfizo las expectativas estéticas de los atenienses y las estatuas fueron retiradas.
Los años 50 fueron un periodo de modernización para Atenas y, en consecuencia, para muchos espacios públicos. En 1954, en la zona subterránea de la plaza Omonoia se construyeron bancos, tiendas y una oficina de correos.
En 1958 el Ministerio de Transportes y Obras Públicas convocó un concurso para la urbanización de la plaza Omonoia. El escultor George Zongolopoulos y el arquitecto Kostas Bitsios fueron los adjudicatarios del proyecto. Su propuesta incluía un sistema de agua circular en cuyo centro se colocaría la escultura «Poseidón» de Zongolopoulos. La plaza fue rediseñada aunque al final sin la colocación de la escultura. Finalmente, la escultura se instaló de forma permanente en 2014 en el exterior de la Escuela Milken de Salud Pública de la Universidad George Washington, en Washington D.C., en Estados Unidos. La fuente de Omonia se convirtió en un famoso punto de referencia de la ciudad y la propia plaza fue representada muchas veces en películas griegas de la época.
En noviembre de 1992 la fuente junto con la escultura «Runner» fue destruida con el fin de excavar la zona para la construcción de la nueva estación de metro de Atenas de la línea roja y la nueva estación. En mayo de 1994 se construyó un nuevo «Corredor» y se trasladó a su ubicación actual, frente al Hotel Hilton de Atenas.
Desde mediados de 2019 hasta febrero de 2020, la plaza se sometió a otra gran reconstrucción, que se hizo necesaria después de que anteriores cambios estéticos y urbanísticos acabaran por degradar esta zona céntrica e histórica de Atenas. Con financiación pública y privada, el ayuntamiento de Atenas restauró la fuente histórica de 1958 y sustituyó todos los materiales del pavimento por materiales termoneutrales que reducen la huella térmica de toda la plaza.
Debajo de la plaza se encuentra la estación de metro Omonia, un importante centro de transporte con un tráfico de pasajeros igual al de la estación de metro Syntagma.