В годы первой пятилетки о «просто работе» не могло быть и речи. Нужно было «выполнить и перевыполнить, догнать и перегнать». Как только конвейер ХТЗ был запущен, на предприятии сразу же началась борьба за план. А сделать это было нелегко. Нужны были высококвалифицированные рабочие, а взять их было негде. Только через полтора года после пуска ХТЗ смог выйти на плановую мощность. Рубеж в 100 тракторов в день завод преодолел в мае 1932 года. А еще через год директор Брускин докладывал в ЦК: «Перешли на выпуск 145 тракторов в день».
В 1937 году ХТЗ (параллельно с СТЗ) приступил к выпуску гусеничных тракторов СХТЗ — НАТИ. В следующем году харьковчане начали производство гусеничного трактора ХТЗ-Т2Г. Интересной особенностью этого трактора было то, что работал он на деревянных чурках и воде. Благодаря росту производства на СТЗ и ХТЗ в 1940 году Советский Союз вышел на первое место в мире по выпуску гусеничных тракторов. Однако в следующем году стране понадобились уже другие машины…
В начале июня 1941 года ХТЗ был переведен на выпуск военной продукции — с конвейера стали сходить бронетракторы ХТЗ-16, оснащенные 45-миллиметровыми танковыми пушками. Правда, большое количество этих машин было захвачено наступавшими гитлеровцами. Решение об эвакуации завода было принято 18 сентября 1941 года, а уже через два дня в город вошли передовые гитлеровские части. И если оборудование и большинство рабочих успели эвакуировать, то часть готовой продукции досталась захватчикам.
Первоначально ХТЗ был эвакуирован в Сталинград, а когда немцы вышли к Волге, оборудование было переведено в город Рубцовск Алтайского края. Весной 1942 года Алтайский тракторный завод (АТЗ) дал первую продукцию. В годы войны АТЗ был единственным в стране предприятием, выпускающим тракторы и запасные части к ним. В уцелевших же корпусах ХТЗ немцы оборудовали мастерские по ремонту танков.
Осенью 1943 года, как только оккупанты были выбиты из города, началось восстановление практически полностью разрушенного ХТЗ. Некоторое время восстановленный ХТЗ выпускал машины довоенной разработки, а в конце 1949 года развернул производство гусеничного трактора ДТ-54 с дизельным двигателем. Этот трактор до начала 1960-х годов был основным пахотным трактором в СССР. Именно эти машины тысячами отправлялись в Казахстан и Западную Сибирь на освоение целинных земель. Дальнейшим развитием ДТ-54 стал трактор Т-74, производство которого началось в 1962 году. «Новая машина, сочетающая в себе трактор и грузовой автомобиль, будет использоваться в сельском хозяйстве круглый год», — писала «Правда» о новой продукции харьковских тракторостроителей.