22 июня 1941 года Рыбинск был объявлен на военном положении.
23 июня 1941 года объявлено «угрожающее положение».
В том же месяце в Рыбинске сформирована 246 стрелковая дивизия, которая 19 июля 1941 года была отправлена на фронт. Дивизия участвовала в обороне Москвы, на Калининском фронте, освобождала Шумск и Львов на Украине (позже была переименована в Шумскую дивизию). В 1944-45 годах участвовала в освобождении Польши и Чехословакии, боевой путь завершила в Праге.
27 октября 1941 года в Рыбинске был создан Комитет Обороны. По планам Германии Рыбинск был отнесен к городам стратегически опасным и подлежащим уничтожению, поэтому находился в зоне действия вражеской авиации.
В октябре 1941 года фашистские бомбы уничтожили в Рыбинске крупные бензиновые склады. В начале ноября на пустые корпуса рыбинского моторостроительного завода, эвакуированного в Уфу, было сброшено 1026 бомб, 87 процентов производственных площадей было уничтожено.
Налет в ночь на 25 мая 1943 года считается самым разрушительным для Рыбинска. На катерозаводе фугасами и зажигательными бомбами были уничтожены все основные корпуса, сгорели 33 жилых барака, 6 коммунальных домов, выведен из строя водопровод.
Небо над Рыбинском защищал 201-й зенитно-артиллерийский полк. Рыбинская ГЭС, мост через Волгу на станции Волга не пострадали. Всего на Рыбинск было сброшено около 250 тонн авиабомб. Было сбито 5 немецких самолетов.
На военных фронтах в 1941-1945 годах погибло более 13 000 жителей Рыбинска и Рыбинского района.