W okresie niemieckiej okupacji podczas II wojny światowej Świątynia cały czas była czynna, odprawiano nabożeństwa i utrzymywana była całodzienna adoracja Przenajświętszego Sakramentu. Klasztor płocki został zajęty przez hitlerowskie władze okupacyjne. Niemcy wysiedlili około dwustu jego mieszkańców, część poprzez obóz Soldau (KL) w Działdowie do Generalnego Gubernatorstwa, część natomiast do miasta bez przydziału mieszkań. W Świątyni pozostało 2 biskupów, 3 kapłanów, 2 kleryków i kilkanaście sióstr zakonnych oraz świeckich osób pracujących w przyklasztornej piekarni. W katedrze okupanci planowali urządzić kino. Zniszczono bogatą bibliotekę kościelną, wywieziono do Niemiec cenne aparaty kościelne oraz maszyny i urządzenia z drukarni oraz introligatorni. Niemcy zrzucili figury Golgoty, umieszczone na środkowej części budynku od strony ogrodu, po wojnie odrestaurowano jedynie krzyż z figurą Chrystusa. Okupanci nakazali zlikwidowanie grobów w katakumbach, trumna i szczątki Mateczki zostały potajemnie zabezpieczone przed wywiezieniem na cmentarz, a w latach pięćdziesiątych umieszczono je ponownie w zrekonstruowanym grobie. Sama katedra nie uległa dewastacji, chociaż Niemcy trzykrotnie próbowali odebrać klucze, bo zamierzali przerobić kościół na salę teatralną. Po wojnie, około 1950, zmieniono pokrycie dachu Świątyni – zdjęto dachówkę, a założono blachę. Później pomalowano katedrę wewnątrz.