Pada 1 Januari 1901, berikutana pengisytiharan oleh Ratu Victoria, Australia Barat, bersama-sama dengan lima jajahan British yang lain New South Wales, Queensland, Australia Selatan, Tasmania dan Victoria, membentuk persekutuan Komanwel Australia, yang mana mereka masing-masing menjadi negeri komponen. Walau bagaimanapun, Australia Barat agak keberatan untuk menyertai persekutuan, berbuat demikian hanya selepas landasan kereta api yang menghubungkan pantai barat ke pantai timur telah ditawarkan.

Pembangunan semasa awal abad kedua puluh

Kekayaan yang dijana daripada emas tidak lama kemudian hilang dan pada tahun-tahun awal abad ke-20 ekonomi sekali lagi bergantung kepada bulu dan gandum. Pergantungan ini bererti kejatuhan dramatik harga bulu dan gandum pada tahun 1920-an – awal 1930-an menyaksikan keruntuhan ekonomi negeri. Ia tidak pulih sehingga selepas Perang Dunia II apabila dasar immigrasi selepas perang Kerajaan Persekutuan menyaksikan kemasukan besar pendatang, hampir semua daripada mereka dari Eropah, dalam tempoh 1947-1970.

Peristiwa-peristiwa penting di Australia Barat seperti berikut:

• 1902: Ketua Menteri, George Leake meninggal dunia tiba-tiba pada 24 Jun berumur hanya 45 tahun. Frederick Illingworth menjadi Ketua Menteri sementara untuk seminggu sebelum Walter James membentuk sebuah kementerian baru pada 1 Julai. George Leake adalah satu-satunya Ketua Menteri Australia Barat yang mati dalam perkhidmatan.
• 1903: Saluran paip dari Mundaring Weir ke Kalgoorlie dibuka. Ini merupakan satu pencapaian yang besar untuk masa itu oleh seorang ketua jurutera pertama di negeri ini C. Y. O'Connor, yang membunuh diri sebelum projek itu selesai.
• 1904: John Drayton dipenjarakan di bawah peruntukan hak istimewa Parlimen di Australia Barat kerana enggan membayar denda. Ini adalah yang pertama dan, sehingga 1995, satu-satunya, masa Parlimen Australia menghukum seseorang di bawah peruntukan keistimewaan parlimen.
• 1911: University of Western Australia menjadi universiti pertama di Australia Barat. Tiada pengajaran berlaku sehingga 1913. Hanya pada 1975 universiti kedua di Australia Barat, Murdoch University dibuka.
• 1912: Taufan melintasi pantai di barat Balla Balla berhampiran Port Hedland dan mengorbankan lebih daripada 150 nyawa. Ini hampir pasti merupakan bencana maritim abad ke-20 yang berkaitan dengan cuaca terburuk di Australia dengan kehilangan kapal pantai Koombana.
• 1917: Keretapi merentasi benua selesai, memenuhi janji oleh Kerajaan Persekutuan apabila Koloni Australia Barat mengundi untuk menjadi sebuah negara Australia dalam Persekutuan pada 1901. Pembinaan terakhir antara Kalgoorlie dan Port Augusta telah bermula pada tahun 1912.
• 1920: Edward, Putera Wales (bakal Raja Edward VIII) telah terlibat dalam kegelinciran kereta api, di mana gerabaknya terbalik di barat daya negeri. Mujur kereta api itu bergerak pada kelajuan yang rendah dan dia tidak mengalami sebarang kecederaan.
• 1920: Australia Barat meluluskan undang-undang membenarkan wanita untuk bertanding di Parlimen, Edith Cowan telah dipilih untuk Dewan Undangan menjadi wanita pertama dilantik kepada mana-mana Parlimen Australia.
• 1929: Seratus Tahun Australia Barat.
• 1930: Perth disambungkan ke Adelaide (dan seterusnya seluruh negeri di timur) dengan talian telefon.

• Dalam satu referendum pada tahun 1933, 68% daripada pengundi memihak pemisahan. Ketua Menteri, Philip Collier, berhujah di London untuk pemisahan tetapi British memutuskan mereka tidak dapat memperkenankan.
  Rencana utama: Dasar pemisahan di Australia Barat
• 1935: Kepulauan Lacepede berhampiran Broome telah dilanda taufan, menenggelamkan 21 kapal layar mutiara dengan 141 nyawa. Ini merupakan taufan kedua paling dahsyat Australia pada abad ke-20.

Perang Dunia II

• 1941: Pertempuran antara HMAS Sydney dan kapal menyerang Jerman Kormoran di luar pantai berhampiran Carnarvon. Kedua-dua kapal tenggelam, dan seluruh 645 anak-anak kapal di atas kapal Sydney telah hilang.
• 1942: Pesawat Jepun menyerang Broome. Angka kematian rasmi ialah 88 orang. Penempatan Wyndham, Derby, Port Hedland dan Misi Sungai Drysdale (Kalumburu) jiwa juga mengalami kemalangan.
• 1942–1945: Pendudukan Jepun di Pulau Krismas, kini salah satu daripada dua Wilayah Lautan Hindi Australia.

Peristiwa-peristiwa besar sejak tahun 1945

• 1946: Lebih 800 orang pekerja Orang Asli telah mengambil bahagian dalam mogok Pilbara 1946, tindakan pertama yang seperti itu diambil oleh Orang Asli Australia.
• 1947: Australia Barat memasuki pertandingan kriket domestik di negara ini, Sheffield Shield. Walaupun Australia Barat hanya masuk secara percubaan, ia berjaya memenangi perisai dalam pusingan pertama.
• 1949: Douglas DC-3 Fitzroy terhempas selepas berlepas dari padang terbang Guildford, membunuh semua 18 orang di atas kapal.
• 1950: Kemalangan pesawat awam paling teruk dalam sejarah Australia berlaku apabila semua 29 orang di atas kapal Douglas DC-4 Amana mati selepas ia terhempas berhampiran York dengan penerbangan dari Perth ke Adelaide.
• 1952: Pada 3 Oktober bom nuklear yang pertama telah meletup di tanah Australia di Kepulauan Montebello. Ia adalah sebahagian daripada Operasi Hurricane, ujian senjata nuklear pertama Britain.
• 1961: Dalam dikatakan kebakaran hutan terburuk di Australia Barat, banyak komuniti kecil telah musnah termasuk 132 buah rumah di Dwellingup. Tiada sebarang kemalangan jiwa, tetapi 800 orang telah kehilangan tempat tinggal.[11]
• 1961: Ledakan galian bermula dengan penyingkiran larangan eksport bijih besi. Ekonomi negara diperkukuh dalam tempoh dua dekad akan datang oleh lombong nikel sekitar Kalgoorlie dan lombong bijih besi di barat laut.[12]
• 1964: Pembunuh bersiri Eric Edgar Cooke ialah orang terakhir digantung di Australia Barat.
• 1964: Pada 31 Disember, Donald Campbell memecahkan rekod kelajuan air dunia dalam Bluebird K7 di Tasik Dumbleyung. Beliau mencapai 442 km/h. Campbell mati dalam kenderaan yang sama pada tahun 1967 dalam percubaan rekod seterusnya di England.
• 1967: Orang Asli telah diiktiraf sebagai warganegara Australia dengan hak untuk mengundi
• 1968: Pada 14 Oktober, gempa bumi Meckering berlaku dengan magnitud momen 6.5 dan keamatan Mercalli maksimum IX (Ganas).
• 1968: Pada 31 Disember, semua 26 orang di atas kapal Penerbangan MacRobertson Miller 1750 dari Perth ke Port Hedland maut apabila pesawat, Vickers Viscount, terhempas berhampiran Port Hedland.
• 1970: Kereta api Hindi Pasifik melengkapkan perjalanan pertama dengan kereta api merentas benua dari Sydney ke Perth. Walaupun kereta api benua telah lengkap sejak tahun 1917, kali ini merupakan kereta api pertama yang boleh membuat perjalanan tanpa gangguan akibat perubahan tolok.
• 1979: Stesen angkasa NASA Skylab terhempas di bahagian terpencil di selatan timur negeri ini. Tempat-tempat seperti Rawlinna dan Balladonia mendapat perhatian antarabangsa.
• 1979: Pada 2 Jun tahun 1979 terdapat satu gempa bumi besar di timur Cadoux.
• 1979: WAY 1979 dan penerbitan Siri Perayaan Seratus Lima Puluh Tahun (Australia Barat) oleh jawatankuasa perayaan dan Kerajaan.
• 1983: Permulaan WA Inc. Tawaran kerajaan dengan ahli perniagaan swasta membawa kepada kerugian sebanyak $ 600 juta pada wang awam dan akhirnya Suruhanjaya Diraja.
• 1993: Landasan kereta api Perth-Joondalup siap memperluaskan pengangkutan kereta api ke pinggir bandar utara Perth.
• 2007: Landasan kereta api Perth-Mandurah siap.