Nel corso della guerra civile russa fu brevemente occupata da un corpo di spedizione francese in appoggio all'Armata Bianca. Occupata dalle truppe naziste il 16 agosto 1941, a Nikolaev ed in il suo territorio furono uccisi oltre 35.000 civili, in particolare ebrei e comunisti. Per tutta la durata dell'occupazione tedesca fu attivo in città un gruppo di partigiani dedito alla guerriglia. Fu liberata dall'Armata Rossa il 28 marzo 1944.