Dopo l'annessione al Regno di Sardegna, il governatore delle Romagne Luigi Carlo Farini aggregò questo paese alla provincia di Modena. Gli abitanti protestarono, e il quindici dicembre del 1860 Sant'Agata tornò definitivamente in quella di Bologna. Due anni dopo, con un regio decreto del 1862, la denominazione del comune fu cambiata da Sant'Agata a Sant'Agata Bolognese: dopo essersi battuto per restare in quella provincia, il paese se l'è scritta anche nel nome. Lo stemma, invece, non è mai stato concesso formalmente da nessuno, eppure è in uso dal Settecento: una quercia d'oro su fondo azzurro. Il castello, che è l'attuale centro storico, fu cominciato nell'undicesimo secolo, e la sua torre — oggi campanile — venne completata nel 1189 sotto Federico Barbarossa; la porta di sotto porta ancora il nome di Otesia, il municipio romano che sorgeva da queste parti. Nel Trecento furono finite le case con i loro portici originali, e in quegli stessi anni ebbe origine la Partecipanza agraria, l'istituto di proprietà collettiva della terra.
Qui le cose sono spesso fatte con altre cose. La fiera nacque nel Settecento; nel 1730 fu completata la copertura del canal chiaro, che attraversava il centro da porta a porta; e nel 1878 la chiesa dell'Addolorata fu costruita utilizzando il materiale della Porta di Sopra, che era stata demolita — una porta diventata una chiesa. Palazzo Taruffi, che oggi è la sede comunale, ha annesso un teatro del Bibiena, e l'orologio pubblico risale al Cinquecento. Molte vestigia antiche sono invece andate perse nelle guerre fra fazioni e nelle battaglie fra Bologna e Modena, di cui Sant'Agata, stando sul confine, fu sempre avamposto fedele ai bolognesi. Oggi il paese è conosciuto nel mondo per la fabbrica che ci ha sede, la Lamborghini, col suo museo: un'azienda che aveva cominciato costruendo macchine agricole.