Ez megváltozott, amikor Németország megtámadta a Szovjetuniót 1941. június 22-én. A szovjet-német háború első évében az Azerbajdzsánban termelt 23,5 millió tonna olaj az olajipar egész történelmének rekordja. 1941 végére több ezer azerbajdzsáni csatlakozott a Népi Önkéntes Hadtesthez. A mobilizáció az élet minden területét, különösen az olajipart érintette. Egy héttel a harcok megkezdése után az olajtársaságok maguk is kezdeményezték, hogy munkájukat 12 órás műszakra terjesszék ki, a szabadnap, az ünnepnapok és munkaszünet eltörlését a háború végéig. Baku ezután Hitler 1942-es Fall Blau hadműveletének elsődleges stratégiai célja lett. Ez a támadás azonban sikertelen volt. A német hadsereg elérte a Kaukázus hegyeit, de ezzel egyidejűleg a sztálingrádi csatában vereséget szenvedtek, így visszavonulásra kényszerültek és elhagyták a térséget. 1942-ben Azerbajdzsán ismét a szovjet hadsereg második legnagyobb tea-ellátójává vált. A Szovjetunió Legfelsőbb Tanácsának 1942 februárjában elfogadott rendelete szerint az azerbajdzsáni olajiparban dolgozó több mint 500 munkavállaló és alkalmazott kemény munkáját elismerve kitüntetéseket és emlékérméket adományoztak. A háború alatt a Szovjet Hadseregbe becslések szerint 600 000 azeri lépett be, közöttük 290 000-en haltak meg a csatamezőn.