Вероломноенападение фашистской Германии на СССР прервало мирный труд советских людей. К концу 1941 года около двухсот человек из Ворошиловградской области ушли на фронт. В июле — августе 1941 года почти все предприятия области выпускали военную продукцию. В связи с угрозой фашистской оккупации в сентябре—декабре 1941 года из области вглубь страны было эвакуировано свыше 150 предприятий, отправлено около 8 тыс. вагонов оборудования и материалов, сотни колхозов, совхозов, учебных заведений и учреждений, а также около 270 тыс. советских людей.
В глубоком советском тылу ворошиловградские паровозостроители выпускали танки Т-34 и боеприпасы, краснолучские машиностроители изготовляли минометы и боеприпасы, ворошиловградские металлурги плавили в Магнитке металл, шахтеры добывали уголь в Караганде и Кузбассе.
На предприятиях, в советских учреждениях и учебных заведениях создавались отряды народного ополчения, истребительные батальоны, в которых насчитывалось более 200 тыс. человек. Чтобы не допустить дальнейшего продвижения противника в глубь страны и удержать Донбасс, Ставка Верховного Главнокомандования в сентябре 1941 года поставила перед Юго-Западным и Южным фронтами задачу перейти к устойчивой обороне. В Ворошиловграде из шахтеров была сформирована 395-я стрелковая дивизия. В боях за Донецкий бассейн её воины стояли на смерть.
Двести шестьдесят четыре дня и ночи сражались советские воины на р. Миусе, преграждая гитлеровским войскам дорогу на юг. Это был большой подвиг патриотов Социалистической Отчизны. Ценой больших потерь в живой силе и технике фашистским войскам в июле 1942 года удалось захватить значительную территорию на юго-востоке Европейской части страны, в т. ч. Ворошиловградскую область. Как и на других оккупированных территориях, фашисты установили здесь режим террора, бесправия и насилия. За время оккупации области фашисты замучили, расстреляли, повесили и заживо сбросили в шурфы шахт около 100 тыс. человек, более 70 тыс. человек — насильно угнали на каторжные работы в Германию. Однако Донецкий край остался непокоренным. С первых же дней фашистской оккупации в тылу врага разгорелось пламя всенародной войны против оккупантов. Действовали подпольные обкома партии и комсомола. Активно действовали во время оккупации подпольные партийные и комсомольские организации Ворошиловграда, Кадиевки, Краснодона, Антрацита, Свердловска, Ивановки и других городов и поселков области. Бессмертной славой покрыли себя участники партийно-комсомольского подполья Краснодона.
Массовой формой борьбы в тылу врага был саботаж мероприятий оккупационных властей. Ни одно крупное промышленное предприятие области не работало. Героическими делами прославили себя ворошиловградцы, непосредственно на фронте сражавшиеся с врагом. За мужество и отвагу 214 жителей области удостоены высокого звания Героя Советского Союза, прославленный полководец К. Е. Ворошилов, А. И. Молодчий, И. X. Михайличенко и Н. И. Горюшкин дважды удостоены этого звания. Звание Героя Советского Союза присвоено Маршалу Советского Союза А. И. Еременко. Разгромив гитлеровские войска под Сталинградом, Красная Армия перешла в наступление по всему фронту и 18 декабря 1942 года освободила первый населенный пункт области село Пивневку, а в январе 1943 года — поселок Меловое, положив этим самым начало освобождению Советской Украины от немецко-фашистских захватчиков. К марту 1943 года были освобождены 29 районов области, а 4 сентября территория Ворошиловградской области была полностью очищена от немецко-фашистских оккупантов.