1939 року згідно з пактом Молотова — Ріббентропа Львів і Галичина були окуповані Радянським Союзом і ввійшли до складу Української Радянської Соціалістичної Республіки. Місто стало адміністративним центром Львівської області. У червні 1941 року Львів був окупований нацистською Німеччиною і став центром дистрикту Галичина в складі генерал-губернаторства, що було організоване на території колишньої Польщі. Українські націоналісти проголосили 30 червня 1941 року на площі Ринок у Львові Акт відновлення Української держави, проте німецька адміністрація розпочала проти них терор. Німці винищували також польську (Убивство львівських професорів) інтелігенцію, а внаслідок Голокосту загинуло майже все єврейське населення Галичини. У 1942 українські націоналісти створили Українську Повстанську армію, яка почала військові дії проти німців. Від листопада 1943 року нею командував Роман Шухевич. Улітку 1944 року УПА та Армія Крайова намагалися взяти місто під свій контроль, зокрема, на ратуші висів прапор Польщі, однак, 27 липня 1944 року Львів зайняла Червона Армія.