Negli anni successivi, il Festival ha subito una serie di trasformazioni che hanno contribuito a definirne l'identità unica. Nel 1953, è stata introdotta la doppia interpretazione per ogni canzone, affiancata dalla direzione orchestrale di ogni brano, una caratteristica che ha lasciato il segno fino al 1971 (con una breve eccezione nel 1956) e che è stata successivamente ripresa nel 1990 e 1991, seppur con modalità diverse.
Il Festival ha raggiunto un nuovo traguardo nel 1955, diventando il primo evento musicale trasmesso in televisione. Un altro momento significativo si è verificato nel 1956, quando gli interpreti dei brani sono stati selezionati attraverso un concorso per Voci Nuove indetto dalla Rai, un modello che avrebbe influenzato anche la scelta degli artisti rappresentanti l'Italia all'Eurovision Song Contest, la cui prima edizione si è svolta proprio in quell'anno.
Il 1958 ha visto il Festival fare il suo debutto in Eurovisione, aprendo le porte alla visibilità internazionale. Nel 1961, la classifica finale è stata determinata tramite il concorso dell'Enalotto, un evento unico che ha aggiunto un tocco di suspense alla competizione.
Il 1964 ha portato una significativa modifica al processo di selezione, con la scelta degli artisti prima dei brani, un cambiamento che ha influenzato la dinamica del Festival per diversi anni. Nel 1967, una tragedia ha colpito il Festival con il suicidio di Luigi Tenco, che era stato eliminato dalla competizione.
Da quel momento, ogni interprete, sia italiano che straniero, ha avuto la possibilità di gareggiare con un solo brano a partire dal 1968. Nel 1972, è stato ripristinato l'esecuzione singola per ogni canzone, e nel 1973 è stata introdotta la trasmissione a colori, anche se in Italia è iniziata solo nel 1977.
Il 1974 ha visto una distinzione tra gli interpreti in "Big" e "Aspiranti", con i primi ammessi direttamente alla serata finale e i secondi sottoposti al rischio dell'eliminazione. Nel 1976, una svolta tecnologica ha introdotto l'uso di basi musicali pre-registrate, sebbene l'orchestra fosse ancora presente.
Il 1977 ha segnato il trasferimento del Festival al teatro Ariston e la sua prima trasmissione a colori in Italia attraverso il sistema PAL. Tuttavia, nel 1978, la Rai ha trasmesso solo l'ultima serata del Festival, sia alla radio che in TV.
Il 1980 ha portato una svolta radicale con l'eliminazione dell'orchestra e l'esecuzione di tutti gli artisti su basi musicali pre-registrate. Le innovazioni hanno continuato con l'ammissione di brani con testi in lingue diverse dall'italiano nel 1981 e l'istituzione del Premio della Critica nel 1982.
Il 1984 ha visto una distinzione tra i "Big Italiani e Stranieri" e le "Nuove Proposte Italiane", oltre all'introduzione delle esibizioni in playback. Nel 1986, Loretta Goggi è diventata la prima donna a condurre il Festival come presentatrice principale.
Il 1987 è stato un anno di svolta, con la rilevazione dei dati d'ascolto da parte di Auditel e una straordinaria popolarità che lo rende ancora oggi l'edizione più seguita di sempre. Nel 1989, è stata istituita una suddivisione tra artisti più popolari (Campioni) e esordienti (Nuovi), ma questa suddivisione è destinata a scomparire nelle edizioni successive.
Il 1990 ha segnato il ritorno dell'orchestra e delle giurie popolari per tutti i cantanti in gara. Tuttavia, il Festival si è trasferito al "Palafiori" a Bussana, a causa della chiusura per ristrutturazione del teatro Ariston. Nel 1991, il Festival è tornato al teatro Ariston.
Nel 1992 e 1993, sono stati reintrodotti gli eliminati dalla finale per gli artisti della sezione Campioni. Nel 1994, l'organizzazione del Festival è tornata sotto la gestione della Rai.
Il 1996 ha visto l'ammissione di tutte le Nuove Proposte alla serata finale dedicata a loro, e il Premio della Critica ha preso il nome di Mia Martini in onore della cantante scomparsa l'anno precedente. Nel 1997, sono state introdotte le giurie di qualità composte da personaggi del mondo dello spettacolo.
Il 1998 ha portato l'ammissione dei primi tre classificati della sezione Giovani a concorrere per la vittoria finale insieme ai Campioni. Nel 1999, è stata trasmessa la prima edizione nel formato televisivo 16:9 (letterbox).
Il 2002 ha visto il ritorno delle eliminazioni per i Giovani, giudicate con voto palese da ciascun componente della Giuria di qualità. Nel 2004, è stata introdotta la suddivisione in categorie e il televoto, ma il Festival è stato superato nella gara degli ascolti da un programma concorrente.
Nel 2005, sono state ripristinate le eliminazioni e introdotto il voto misto tra diverse tipologie di giurie. Nel 2007, il Festival è tornato alle sole sezioni Campioni e Giovani, con eliminazione solo per questi ultimi.
Nel 2009, il Festival è stato trasmesso per la prima volta sul digitale terrestre e in alta definizione nelle zone sperimentali. È stata intro
dotta la formula dei ripescaggi, permettendo al pubblico di far rientrare in gara due degli artisti eliminati nelle prime due serate tramite televoto.
Il 2010 ha visto un posto tra gli Artisti in gara riservato di diritto al vincitore di X Factor come premio aggiuntivo alla vittoria. Nel 2011, il Festival è tornato a essere la selezione per il rappresentante italiano all'Eurovision Song Contest dopo 14 anni di assenza.
Il 2012 ha portato ulteriori innovazioni, con la trasmissione della finale su Eurovision.tv e l'introduzione della golden share, permettendo alla sala stampa di influenzare la classifica finale.
Il 2013 ha introdotto la partecipazione di ogni concorrente della sezione Campioni con due canzoni, ma solo una prosegue la gara fino alla finale. Le eliminazioni dei Campioni sono state eliminate, e la giuria demoscopica è stata abolita, sostituita dalla giuria di qualità.
Nel 2015, è stata ripristinata la singola canzone per ogni artista in gara, sia tra i Campioni che tra i Giovani, e la giuria demoscopica è stata nuovamente abolita, facendo ritornare la giuria di qualità.
Il 2016 ha visto il reintegro delle eliminazioni per i Campioni, con la possibilità di ripescare una canzone esclusa per la finale tramite televoto.
Nel 2017, il numero dei partecipanti alla sezione Campioni è stato aumentato da 20 a 22. Nel 2018, il numero è tornato a 20, le eliminazioni sono state eliminate per entrambe le categorie, e la serata delle cover è stata sostituita da quella dei duetti.
Nel 2019, nessuna distinzione tra gli artisti in sezioni, il numero dei partecipanti alla sezione Campioni è aumentato da 20 a 24, e si è introdotta la sezione Emergenti, destinata a non avere seguito nelle successive edizioni.
Il 2020 ha visto una riduzione iniziale dei partecipanti in gara nella sezione Campioni a 22, poi tornati a 24. È stata ripristinata la sezione Nuove Proposte, e la giuria di qualità è stata eliminata. La settantesima edizione è stata celebrata con la serata Sanremo 70, dedicata alla reinterpretazione di brani storici, accompagnata dal ritorno dei fiori di Sanremo sul palco.
Il 2021 ha portato un aumento dei partecipanti nella sezione Campioni a 26, e durante la terza serata è stata celebrata la musica d'autore con i cantanti in gara che reinterpretavano brani significativi. Questa edizione è stata unica, svolgendosi senza pubblico in sala a causa della pandemia di COVID-19.
Nel 2022, nessuna distinzione degli artisti in sezioni, il numero dei partecipanti è salito a 25, tre dei quali hanno guadagnato l'accesso tramite Sanremo Giovani 2021. La serata delle cover è stata spostata alla quarta serata ed è stata dedicata ai successi italiani e internazionali degli anni '60, '70, '80 e '90.
Il 2023 ha visto la prima edizione trasmessa in 4K, con il numero dei partecipanti inizialmente fissato a 25, poi salito a 28, sei dei quali hanno guadagnato l'accesso tramite Sanremo Giovani 2022. La serata delle cover ha incluso successi degli anni 2000, oltre a quelli degli anni '60, '70, '80 e '90. Accedono alla votazione finale i primi cinque classificati anziché i primi tre. La serata inaugurale ha visto la partecipazione del presidente della Repubblica in carica, Sergio Mattarella.
Nel 2024, il numero iniziale dei partecipanti, fissato a 26, è stato successivamente incrementato a 30, di cui tre hanno ottenuto direttamente l'accesso tramite Sanremo Giovani 2023. Come nelle edizioni del 2018 e 2019, la prima serata vedrà esibirsi tutti i cantanti in gara. Successivamente, essi saranno equamente suddivisi tra la seconda e la terza serata. Per quanto riguarda queste ultime, i cantanti originariamente previsti per una serata specifica si uniranno alle co-conduttrici e ai co-conduttori già designati nella presentazione degli altri partecipanti. Un cambiamento significativo riguarda l'abolizione della giuria demoscopica, che è stata sostituita da una giuria delle radio. Quest'ultima è composta da emittenti radiofoniche nazionali e locali, scelte secondo criteri di rappresentanza sull'intero territorio italiano.
Il Festival di Sanremo continua a essere un evento eccezionale che attraversa le generazioni, un palcoscenico dove emergono nuovi talenti e si celebra la ricchezza della musica italiana. La sua storia ricca di tradizione e innovazione ne fa uno degli eventi musicali più attesi e apprezzati, un simbolo della cultura italiana che continua a lasciare il segno nel cuore degli appassionati di musica di tutto il mondo.
Alessandra Lombardi