We wrześniu 1939 roku Dolinę zajęła Armia Czerwona. 2 lipca 1941 miasto zdobyły wojska węgierskie, które miesiąc później oddały miejscowość pod okupację niemiecką. W latach 1942–1944 Niemcy dokonali zagłady ludności żydowskiej; według danych sowieckich zabito 2546 żydowskich mieszkańców miasta; część na miejscu (największa akcja – 3 sierpnia 1942 rozstrzelano prawie 2 tys. osób na kirkucie), pozostałych w obozie zagłady w Bełżcu. Za pomoc Żydom na rynku miejskim powieszono 20 mieszkańców Babijówki. Zdaniem Siekierki, Komańskiego i Różańskiego pod koniec 1943 roku z tego samego powodu Niemcy rozstrzelali w Dolinie 48 osób, głównie Polaków. Ponadto zdaniem tych autorów, około 100 polskich mieszkańców Doliny poniosło śmierć z rąk ukraińskich nacjonalistów.