Ved udbruddet af den Anden Verdenskrig 9. april 1940 blev fæstningen angrebet af en tysk flådestryke. Fæstningen besvarede ilden og forsinket det tyske angrebet. Bomberfly fra Luftwaffe angreb også fra luften. Tre gange mellem 5:00 og 7:00 forsøgte tyskerne at trænge ind og sætte tropper i land, men valgte at trække sig tilbage på grund af beskydning fra Odderøya. Klokken ti besluttede kommandanten på den tyske krydseren Karlsruhe at bryde igennem uanset hvor hård modstanden ville være. I mellemtiden, fik forsvarerne på Odderøya en forvirrende besked om ikke at skyde på britiske eller franske krigsskibe. Da tyskerne angreb igen, blev et signalflag forvekslet med et fransk flag, og fæstningen tilbageholdt yderligere beskydning. Tyske tropper blev sat i land og mødte ingen modstand. Den norske kommandant overgav fæstningen efter at den også var bombet fra luften, og den blev besad af tyskerne. Under søslaget kom det tyske fragtskib MS Seattle under krydsild. Skibet blev skudt i brand, og blev efterladt drivende i Kristiansandsfjorden. De tyske styrker besad fæstningen. 8 nordmænd blev dræbt under kampene. Fæstningen blev yderligere styrket under den tyske besættelse. Efter krigen var fæstningen blandt andet base og rekrutskole for det norske kystartilleri, indtil den blev udfaset og ophørede som fæstning i 1992.