1 сентября 1939 года войска нацистской Германии вторглись в Польшу. 12 сентября немецкие дивизии достигли предместий Львова и начали осаду. Начальником обороны Львова с 12 по 22 сентября был Францишек Юзеф Сикорский. 19 сентября польские войска под командованием генерала Владислава Лангнера попытались провести контратаку, но она не удалась. 19 сентября части 6-й армии РККА подошли к городу. Частично, в составе головного разведывательного батальона 24-й танковой бригады, советская армия вошла во Львов, преодолевая сопротивление польских огневых точек, и около 5 часов утра заняла восточную часть города. Была установлена связь с польским штабом и предложено начать переговоры о сдаче города. В 8.30 немецкие войска в составе 137-го полка горной дивизии неожиданно начали атаку на запад и юг города, войдя в огневой контакт с советскими войсками. Противостояние продолжалось до тех пор, пока 20 сентября вермахт не отвёл свои войска от города. В соответствии с пактом Риббентропа-Молотова, в ночь на 21 сентября советские войска сменили немецкие начали готовиться к штурму, назначенному на 9 утра 21 сентября. В назначенное время войска начали движение к городу, но польское командование возобновило переговоры. В 17.00 возле дрожжевого завода на восточной окраине города состоялась последняя встреча между польским и советским командованием. Со стороны Польши присутствовали: генерал В.Лангнер, подполковник К.Рыжинский, майор Я.Явич, капитан К.Чихирин, со стороны СССР: комбриг П. А. Курочкин, комбриг Н. Д. Яковлев, бригадный комиссар К. В. Крайнюков, полковник Фотченков, полковой комиссар Макаров, И. А. Серов. Вернувшись со встречи, Лангнер провёл совещание, на котором большинство офицеров высказалось за прекращение боёв. В 8.00 22 сентября Лангнер прибыл с подготовленными предложениями в штаб 24-й танковой бригады в Винники. В результате последнего раунда переговоров в 11.00 было подписано соглашение «о передаче города Львова войскам Советского Союза».
После начала немецкого вторжения в СССР 22 июня 1941 года ОУН начала попытки захватить власть, захватить тюрьму, однако оуновцы были оттеснены подоспевшими пограничниками. Перестрелки продолжались вплоть до 30 июня, когда город был занят немцами. В тот же день оуновцы провозгласили во Львове правительство «Украинской Державы» во главе с Ярославом Стецько, однако, вскоре арестованное немцами.
Фашисты организовали концентрационный лагерь в районе Цитадели, в котором они уничтожили свыше 140 тысяч советских военнопленных, а также Львовское гетто и Яновский концлагерь для уничтожения еврейского населения.
В 1942—1944 годах в городе действовало коммунистическое подполье (организация Народная гвардия имени Ивана Франко), разведчик Николай Кузнецов ликвидировал вице-генерал-губернатора дистрикта Галиция Бауера и начальника канцелярии губернаторства Шнайдера.
23 июля 1944 года во Львове началось военная операция Армией Крайовой под командованием генерала Владислава Филипковского, с целью утвердить польскую власть в городе и получить выгодные позиции на последующих послевоенных переговорах о границах Польши и УССР. Восстание было составной частью общепольского восстания под кодовым названием «Операция Буря» и проходило в сотрудничестве с наступающими советскими войсками.
В ходе Львовско-Сандомирской операции Советской армии бои подо Львовом отличались необыкновенным упорством. Сложная география местности, болота и постоянный дождь создавали большие проблемы советским войскам. Кроме того, из под Станислава (Ивано-Франковска) нацисты подтянули три дивизии. В этих условиях 3-я гвардейская танковая армия с 22 по 24 июля совершила великолепный манёвр, главными силами обошла Львов с севера и развернула наступление на Львов с запада. Город оказался в кольце и через двое суток был взят.
После взятия города местное руководство Армии Крайовой было приглашено на встречу с командованием Красной Армии, где они были арестованы НКВД. [A1]
