W 1941 w egzekucjach przeprowadzonych przez Niemców oraz grupę kolaborujących z nimi Litwinów zorganizowanych w oddział specjalny (Ypatingasis būrys) we wsi Ponary (obecnie w granicach miasta, lit. "Paneriai") zginęło ok. 80 tys. mieszkańców, w tym 72 tys. Żydów i około 1,5–2 tys. Polaków. AK odmówiło pomocy żydowskiemu ruchowi oporu w getcie ze względu na obecność w nim komunistów. 7 lipca 1944 skoncentrowana pod miastem polska Armia Krajowa rozpoczęła atak na Wilno – operację przeciwko Niemcom i 10 lipca zajęła niemiecki bunkier dowodzenia nad rzeką Wilejką (operacja Ostra Brama). AK we współdziałaniu z Armią Czerwoną, która weszła do miasta wieczorem 7 lipca po kilku dniach walk ulicznych w dniu 13 lipca wyzwoliła Wilno. Jednakże Polacy krótko cieszyli się swą wolnością, albowiem w kilka dni po nadejściu Armii Czerwonej NKWD aresztowało wszystkich polskich żołnierzy i oficerów oraz wydarło Wilno z rąk polskich. Następnie już znacznie okrojoną terytorialnie Litwę razem z Wilnem włączono do Związku Radzieckiego i po 1944 większość polskich mieszkańców została przesiedlona. Od tego czasu w Wilnie zaczęli masowo osiedlać się Litwini i Rosjanie.