Po dwudziestoczterogodzinnym ultimatum wystosowanym przez rząd ZSRR (w konsekwencji ustaleń paktu Ribbentrop-Mołotow) po klęsce Francji, sojusznika Rumunii, 26 czerwca 1940 wobec rządu Rumunii z żądaniem natychmiastowego opuszczenia terytorium północnej Bukowiny i Besarabii przez wojsko i władze rumuńskie, opuszczone terytorium okupowała po przeprowadzonej w dniach 28 czerwca-3 lipca 1940 ewakuacji rumuńskiej Armia Czerwona, a następnie 2 sierpnia anektował je ZSRR w formie Mołdawskiej SRR ze stolicą w Kiszyniowie. W latach 1941–1944 wróciła na krótko do Rumunii po ataku III Rzeszy na ZSRR, w którym Rumunia uczestniczyła po stronie Niemiec. W tym czasie wymordowano, lub wysiedlono (głównie do Transnistrii) znaczną część ludności żydowskiej – szacuje się, że zginęło 60–100 tysięcy z 270 tysięcy besarabskich Żydów. Po wojnie Besarabia pozostała przy ZSRR. Część terenów włączono do USRR (głównie powiaty: Kaguł, Białogród, Chocim, Izmaił).