Nach der Säkularisation fiel Gersthofen 1803 an das Kurfürstentum Bayern. 1804 wurde Gersthofen durch die Verwaltungsneugliederung Bayerns in das Landgericht Göggingen eingegliedert.Im Zuge der Verwaltungsreformen in Bayern entstand mit dem Gemeindeedikt von 1818 die heutige Gemeinde. Sie gehörte ab 1808 zum Lechkreis, ab 1810 zum Oberdonaukreis und ab 1838 zum Kreis Schwaben und Neuburg, dem späteren Regierungsbezirk Schwaben. 1844 zählte Gersthofen 109 Wohnhäuser, 144 Familien und 640 Bewohner. Die Flurmarkung hatte eine Größe von 4187 Tagwerken.
Einen besonderen Schub erhielt die Entwicklung Gersthofens um 1900 durch den Bau des Lechkanals mit Wasserkraftwerk und des dadurch mit Elektrizität versorgten Hoechst-Werks. 1904 erhielt Gersthofen den Flugplatz Gersthofen-Gablingen, der nach dem Zweiten Weltkrieg von amerikanischen Truppen als Kaserne genutzt wurde und seitdem auf den Fluren der Gemeinde Gablingen liegt. Nach dem Zweiten Weltkrieg erhöhte sich die Einwohnerzahl sprunghaft durch die Zuweisung von Vertriebenen. Von 1939 bis zum Juli 1954 wuchs die Einwohnerzahl Gersthofens von 4.584 auf 8.164 Personen, was einen Anstieg der Bevölkerungszahl um 78,1 % bedeutete.
Die Gemeinde wurde 1950 zum Markt und 1969 zur Stadt erhoben. Zwischen 1988 und 2018 wuchs die Stadt um 5.394 von 17.079 auf 22.473 Einwohner (Steigerung von 31,6 %). Gersthofen soll bis 2030 nicht mehr als 27.000 Einwohner haben.
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