6 июля 1942 года советские органы власти и войска оставили город, оккупированный германской армией. 19 января 1943 года Валуйки были освобождены от гитлеровских войск советскими войсками Воронежского фронта в ходе Острогожско-Россошанской наступательной операции. Во время оккупации особенно сильно пострадал жилой фонд, но к 1956 город был полностью восстановлен.