Вероломное нападение фашистской Германии на нашу страну прервало созидательную жизнь города. С первых дней войны десятки тысяч харьковчан ушли добровольцами на фронт. 18 692 коммуниста и 86 424 комсомольца-харьковчанина пополнили ряды Красной Армии. 85 тысяч добровольцев города составили корпус народного ополчения. Более 100 тысяч харьковчан трудились на сооружении оборонительных объектов, опоясав город двумя, а на некоторых участках — тремя линиями противотанковых рвов. Опираясь на мощную систему оборонительных сооружений, созданных героическим трудом харьковчан, части Красной Армии в упорных боях на некоторое время задержали продвижение гитлеровских войск, что дало возможность провести эвакуацию населения, промышленных предприятий, научных и учебных учреждений на восток страны.
Оккупировав город, фашисты установили в нем режим кровавого террора и насилия.
Но близился час освобождения Харькова. 23 августа 1943 года войска Степного фронта при активном содействии частей и соединений Воронежского и Юго-Западного фронтов освободили город от фашистских захватчиков. В боях за Харьков с великой силой проявилась нерушимая дружба народов Советского Союза. Более 220 воинов различных национальностей, сражавшихся с врагом на земле Харьковщины, были удостоены высокого звания Героя Советского Союза. Харьковчане свято чтут память о героических подвигах сынов нашей Родины. Свыше двадцати улиц Харькова названы именами героев, участвовавших в боях за город: дважды Героев Советского Союза Маршала Советского Союза И. С. Конева и Маршала бронетанковых войск П. С. Рыбалко, Героев Советского Союза Э. Б. Ахсарова, А. А. Деревянко, П. С. Кандаурова, С. Н. Орешкова, А. И. Ощепкова, П. Н. Широнина и других.
После освобождения Харькова началась большая и напряженная работа по его восстановлению. Материальный ущерб в размере 33,5 млрд. рублей причинили фашисты народному хозяйству города и области. Гитлеровцы превратили в руины сотни промышленных предприятий, в том числе такие гиганты индустрии, как заводы транспортного машиностроения имени Малышева, тракторный, электромеханический, турбинный, «Серп и молот», станкостроительный, «Свет шахтера». Они взорвали и уничтожили все электростанции, железные дороги и предприятия связи. Были разрушены институты, техникумы, школы, больницы, библиотеки, музеи, Дворцы культуры, театры, 1600 тысяч квадратных метров жилого фонда. За время оккупации города фашисты полностью вывели из строя водопровод, канализацию, газоснабжение, трамвайное и троллейбусное хозяйство. Площади и улицы, особенно расположенные в центральной части Харькова, представляли собой груды развалин. Город был настолько разрушен, что делегации ряда капиталистических стран, посетившие его после освобождения, считали, что для восстановления необходимо 50 лет.