Od 15. března 1939 byla Praha hlavním městem Protektorátu Čechy a Morava. Kulturní život byl ochromen; po incidentu, jehož obětí byl student Jan Opletal, byly zavřeny vysoké školy a předáci studentů popraveni. Během druhé světové války byli z Prahy deportováni do koncentračních táborů příslušníci tzv. „méněcenných ras“, tedy zejména židovské a cikánské (dle tehdejšího označení) obyvatelstvo. Běžné byly popravy a věznění odpůrců nacistického Německa. Nechvalně proslulou se v této souvislosti stala například úřadovna gestapa v Petschkově paláci nebo střelnice v Kobylisích či Pankrácká sekyrárna. Za podporu odboje byl zatčen a popraven pražský primátor Otakar Klapka. Režim dále zesílil represe po úspěšném atentátu na zastupujícího říšského protektora Reinharda Heydricha v květnu 1942, po kterém byly vyhlazeny vesnice Lidice a Ležáky. 5. května 1945 vypuklo Pražské povstání, při kterém zahynulo kolem 7 400 lidí z řad spojenců a civilistů a na 1 000 vojáků nacistické armády. Podle dohod mezi spojenci z protihitlerovské koalice zůstala americká armáda stát 6. května na demarkační čáře u Plzně, zatímco Rudá armáda dorazila do Prahy po tvrdých bojích během Pražské ofenzívy až 9. května. Pražskému povstání významně pomohli Vlasovci, kteří byli po válce vydáni do Sovětského svazu. Po skončení války byli téměř všichni pražští Němci z Prahy vysídleni.