У. в годы Великой Отечественной войны 1941—45. С первых дней войны территория У. стала ареной упорных боев с немецко-фашистскими захватчиками. Из районов, которым угрожало вторжение врага, вывозились на восток заводы и фабрики, научные учреждения и вузы, оборудование и имущество МТС, колхозов и совхозов. С У. было эвакуировано свыше 550 крупных предприятий (с июля по октябрь 1941) и 3,5 млн. чел. Создавались партийно-комсомольское подполье и партизанские отряды. Ожесточённые бои завязались в июле 1941 под Киевом (см. Киевская оборонительная операция 1941) и в начале августа под Одессой (см. Одесская оборона 1941). Героическая оборона Киева и Одессы помогла Советской Армии сорвать вражеский план молниеносного наступления на Москву, Крым и Кавказ. Большое значение в борьбе с врагом имела Севастопольская оборона 1941—42. В результате летнего наступления 1942 немецко-фашистским войскам удалось оккупировать всю территорию У. Захватив У., гитлеровцы расчленили её. Между Бугом и Днепром было создано румынское генерал-губернаторство «Транснистрия», часть западных областей У. под названием дистрикт «Галиция» передана в состав генерал-губернаторства польских земель. Остальная территория У., за исключением прифронтовых районов (Донбасс и некоторые др.), находилась под властью так называемого рейхскомиссариата. Везде был установлен террористический режим. За время оккупации фашисты уничтожили на У. около 5 млн. чел. и свыше 2 млн. чел. вывезли на работы в Европу. Участие в этих злодеяниях принимали украинские буржуазные националисты, создавшие вооружённые банды. С немецко-фашистскими оккупантами активно сотрудничало руководство униатской церкви во главе с митрополитом А. Шептицким.
Ни массовые убийства, ни террор не сломили волю украинского народа к борьбе. Летом 1941 на У. началось партизанское движение. На Сумщине действовали отряды С. А. Ковпака, С. В. Руднева, А. Н. Сабурова, на Черниговщине — Н. Н. Попудренко и А. Ф. Федорова. Летом 1942 был создан Украинский штаб партизанского движения. В условиях фашистского террора борьбу с оккупантами вели многочисленные подпольные организации [«Молодая гвардия» — г. Краснодон Ворошиловградской области, «Народная гвардия» — Львов, «Партизанская искра» — село Крымка Одесской (ныне Николаевской) области и др.]. Свыше 500 тыс. чел. участвовало на У. в партизанском и свыше 100 тыс. — в подпольном движении.
С разгромом немецко-фашистских войск под Сталинградом началось освобождение У. К осени 1943, после разгрома врага на Курской дуге, почти вся Левобережная У. была освобождена. Началась битва за Днепр (см. в ст. Днепр). 6 ноября 1943 был освобожден Киев (см. Киевская наступательная операция 1943). В результате упорных боев (см. Корсунь-Шевченковская операция 1944, Львовско-Сандомирская операция 1944) советские войска освободили в октябре 1944 всю территорию У. Одним из результатов освободительной миссии Советской Армии было изгнание в октябре 1944 фашистских захватчиков из Закарпатья. Трудящиеся этого края получили возможность решить вопрос о своём социальном, национальном и государственном развитии. 26 ноября 1944 в г. Мукачево 1-й съезд Народных комитетов, возникших ещё в глубоком подполье, принял манифест о воссоединении с Советской У. 29 июня 1945 правительство СССР подписало договор с правительством Чехословакии о включении Закарпатья в состав УССР. В 1946 была образована Закарпатская область.
Украинский народ внёс достойный вклад в совместную борьбу народов СССР против немецко-фашистских захватчиков и японских милитаристов. 4,5 млн. воинов-украинцев сражались на всех фронтах Великой Отечественной войны, около 2,5 млн. из них было награждено орденами и медалями. Свыше 2 тыс. воинов удостоено звания Героя Советского Союза. Среди них: трижды Герой Советского Союза И. Н. Кожедуб, дважды Герои Советского Союза И. Н. Бойко, М. З. Бондаренко, Д. Б. Глинка, А. И. Молодчий, С. П. Супрун, П. А. Таран и др. Свыше 57 тыс. украинских партизан и подпольщиков было награждено орденами и медалями, 97 чел. из них стали Героями Советского Союза. Звание города-героя получили Киев, Одесса, Севастополь и Керчь.
Немецко-фашистские захватчики нанесли огромный ущерб У.: разрушили и сожгли 714 городов и посёлков, свыше 28 тыс. сёл, лишив жилья около 10 млн. чел.; разрушили и разграбили более 16 тыс. промышленных предприятий, свыше 200 тыс. зданий производственного назначения, 27 910 колхозов, 872 совхоза, 1300 МТС, 32 930 школ, техникумов и вузов. Прямые материальные потери составили 285 млрд. руб. (в довоенных ценах). Уже во время войны трудящиеся У., опираясь на братскую помощь всех народов СССР, начали восстанавливать экономику своей республики и одновременно стали оказывать помощь др. советским республикам, пострадавшим от немецко-фашистской оккупации.
У. в годы восстановления народного хозяйства, создания развитого социалистического общества. После победоносного окончания войны трудящиеся У. активно включились в осуществление заданий 4-й пятилетки (1946—1950). Пятилетка по восстановлению разрушенного во время войны народного хозяйства была выполнена досрочно. Валовая продукция промышленности в 1950 на 15% превысила уровень 1940. Был достигнут довоенный объём добычи угля и выплавки металла. Усиленно развивалась нефтяная и газовая промышленность (в 1946—48 был построен газопровод Дашава — Киев). Большие трудности были в восстановлении и развитии сельского хозяйства, темпы его развития отставали от промышленности. Среднегодовой сбор зерна ещё не достиг уровня 1940. Трудящиеся западных областей У. в условиях ожесточённого сопротивления кулачества и вооружённых буржуазно-националистических банд осуществляли в 4-й пятилетке социалистическую индустриализацию и коллективизацию сельского хозяйства.
После войны расширилась внешнеполитическая деятельность УССР. Она стала одним из членов — основателей ООН (1945); принимала участие в работе её Экономического и Социального совета (1946— 1947), была непостоянным член Совета Безопасности (1948—49) и т.д. Делегация УССР участвовала в работе Парижской мирной конференции 1946.
Восстановив народное хозяйство, У. вместе с др. советскими республиками продолжала борьбу за завершение строительства социализма. В 1950—51 было проведено укрупнение колхозов. Трудящиеся У. досрочно осваивали проектные мощности новостроек и новую технику. Особый размах приобрело социалистическое соревнование в честь 300-летия воссоединения У. с Россией (1954). В ознаменование этого события и трудовых успехов украинского народа УССР и её столица Киев были награждены орденами Ленина. Учитывая территориальную близость и общность экономики УССР с Крымом, Президиум Верховного Совета СССР Указом 19 февраля 1954 передал Крымскую область из состава РСФСР в УССР.
Большими успехами встретили трудящиеся У. 40-летие Октябрьской революции. В 1957 валовая продукция промышленности У. превысила в 20 раз уровень 1913. Чугуна, стали, проката и угля У. производила в 4—5 раз больше, чем вся дореволюционная Россия. В 1951—58 было сооружено свыше 1000 крупных промышленных предприятий. Большой сдвиг произошёл в сельском хозяйстве. В 1958 по сравнению с 1953 валовой сбор зерна на У. возрос на 28%. За успехи в развитии сельского хозяйства Украинская ССР была награждена 5 ноября 1958 вторым орденом Ленина. Этой награды были удостоены также 15 областей республики. Имена украинских хлеборобов дважды Героев Социалистического Труда Г. И. Байды, С. Е. Бешули, Е. В. Блажевского, Г. Е. Буркацкой, П. Ф. Ведуты, А. В. Гиталова, Е. А. Долинюк, В. Т. Литвиненко, М. А. Посмитного, М. Х. Савченко и многих др. стали известны всей стране. Развитие промышленности и сельского хозяйства обусловило подъём благосостояния трудящихся У.