W 1809 roku, po pokoju w Hamina, kończącym kolejną wojnę rosyjsko-szwedzką, Oulu zostało włączone do Wielkiego Księstwa Finlandii, będącego protektoratem imperium rosyjskiego. W 1822 miasto strawił kolejny wielki pożar. Źródła podają, że spłonęło 330 domów, a tylko 65 uratowało się od ognia. W 1854 w ramach wojny krymskiej w porcie w Oulu stanęła, po ostrzelaniu statków handlowych, brytyjska flota. Miasto nie stawiło oporu, dzięki czemu nie zostało spalone.

W połowie XIX wieku miasto stało się największym na świecie ośrodkiem produkcji smoły. Wtedy też zaczął się rozwijać w mieście przemysł. W 1886 otwarto linię kolejową z Seinäjoki.

W 1917 roku Finlandia ogłosiła niepodległość. Wkrótce potem wybuchła wojna domowa pomiędzy Czerwonymi i Białymi. Walki w Oulu toczyły się w styczniu i lutym 1918 roku. Po zwycięstwie Białych, na Raatinsaari powstał obóz więzienny, w którym zginęły 23 osoby;