Omkring 1850 bestod Herlev af tre gårde, 41 huse, skole, kro og kirke fra senmiddelalderen, men frem mod år 1900 voksede byen til 34 gårde og 123 huse. Landevejen mellem København og Frederikssund slog et knæk og løb gennem byen forbi kroen og kirken. Frederikssundbanen blev indviet i 1879, men linjeføringen lå et stykke fra landsbyens kerne, og der fandt ikke udbygning sted mellem station og bymidte. Herlev fik en stationsbygning, og efter år 1900 kom der desuden både postekspedition og telegraf til. Der kom et vandværk i 1905, og der blev opført en ny skole, Herlev Skole, i 1906, men først efter 1920 skete der en udbygning af byen.
Ejeren af Herlev Kro (Herløv Kro), Jens Peter Jacobsen, fik i 1919 tilladelse til at transportere gæster mellem Brønshøj og Herlev, og fra 1920 blev Herlev Kro et tilløbsstykke. Der kunne nemlig tilbydes opvarmet krohave og underholdning, og det trak i sommerhalvåret gæster fra København.
I 1924 blev Herlev Skole udvidet, og der fulgte tilbygninger i hhv. 1931, 1939, 1945 og 1955. Skolen fik i 1948 en filial, der blev indviet det følgende år. De første år måtte eleverne tage til takke med flygtningebarakker; skolen blev udbygget i 1957, og samme år blev den selvstændig og fik navn efter området, nemlig Engskolen. Igen i 1968 blev skolen udvidet, bl.a. med bibliotek; tre år senere udvidede man igen.
I 1927 blev der bygget et nyt vandværk og i 1938 et renseanlæg. Derudover begyndte man fra 1936 at kloakere og byggemodne til den udbygning af kommunen, der var i støbeskeen. Den første større ejendom med boliger og butikker blev opført i 1924, og i 1926 fik Herlev en bank. Der var tale om en filial af Håndværkerbanken i København med en åbningstid på to dage om ugen.
Fra anden halvdel af 1900-tallet skete der en kraftig befolkningsvækst, hvilket førte til en omfattende byggevirksomhed, der inkluderede såvel socialt boligbyggeri som selvbyg af parcelhuse. Den store tilflytning af især unge familier i 1950’erne medførte, at Herlev på det tidspunkt ofte blev kaldt »barnevognenes by«.
I årene frem mod 1970 var der planer om at bygge rådhus og bycenter. Rådhuset kom til at ligge lidt uden for bykernen nær ved Herlev Skole. Der blev arbejdet målrettet på at gøre Herlev bycenter til et knudepunkt for både handel og kultur, og med Den Blå Sti blev der skabt forbindelse mellem bymidten og medborgerhuset. Ved årtusindeskiftet blev der opført ejendomme til biograf, medborgerhus, boliger og butikker nord for Herlev Bymidte, og selv om byen efterhånden var udbygget, blev kravet om lav bebyggelse fastholdt. Da 3F forlod en grund på Fagotvej, blev der efterfølgende opført boliger, der passede til det øvrige område. Flere steder er der sket en integration af bolig- og erhvervsbyggeri. I 2004 blev der fx opført ældreboliger tæt ved stationen på en grund, hvor kommunen også havde vandværk.
