Během druhé světové války strádalo 10 tisíc místních lidí v zajateckých a koncentračních táborech. Po porážce jugoslávské armády a rozdělení státu mezi sousední země byl Zrenjanin i nadále součástí Srbska a neobsadilo jej fašistické Maďarsko tak, jako zbytek dnešní Vojvodiny. Město bylo nicméně spolu se zbytkem srbského Banátu, okupováno německým vojskem. Německé obyvatelstvo ve Zrenjaninu začalo po příchodu okupační armády konfiskovat majetek místních Židů. Po celou dobu okupace působily ve městě různé odbojové skupiny, loajální ke komunistické straně. Docházelo k častým sabotážím; okupační vojsko však odpor tvrdě potíralo. Dne 2. října 1944 bylo město osvobozeno jednotkami Rudé armády po velmi krátkém boji. Nedošlo k vážnějším škodám na infrastruktuře města.