Наиболее серьезным потрясением в истории города стала Великая Отечественная война.

Сталинградская битва.

На Сталинградское направление Ставка Верховного Главнокомандования выдвинула 62-ю, 63-ю и 64-ю армии. 12 июля был создан Сталинградский фронт, перед которым стояла задача, обороняясь в полосе шириной 520 километров, остановить дальнейшее продвижение противника. 17 июля 1942 началась одна из величайших битв Великой Отечественной войны и Второй Мировой войны - Сталинградская битва, которая продолжалась 200 дней и ночей. Гитлеровцы стремились в кратчайший срок овладеть Сталинградом.

23 августа город был подвергнут жестоким бомбардировкам, было уничтожено или серьезно повреждено большую часть городских зданий. Немецкие войска прорвались к северу от Сталинграда до самой Волги. На оборону города поднялись рабочие, городская милиция НКВД, моряки Волжской военной флотилии, курсанты военных училищ.

25 августа в Сталинграде было введено осадное положение. В народное ополчение вступили более 50 тысяч рабочих города. Под непрерывными бомбардировками вражеской авиации и обстрелом артиллерии противника 150 тысяч рабочих заводов Сталинграда давали передовой танки, пушки, минометы, "Катюши" и снаряды. На окраине Сталинграда и в самом городе были построены четыре оборонительных района. Всего для оборона города была вырыто до 2750 километров траншей и ходов сообщения, 1860 километров противотанковых рвов.

По состоянию на 12 сентября 1942 года, несмотря на героическое сопротивление наших войск, противник очень близко подошел к городу. Вся страна пришла на помощь Сталинграду. В ходе оборонительных боев немецкие войска потеряли около 700 тысяч убитых и раненых, свыше 2 тыс. орудий и минометов, более тысячи танков, штурмовых орудий и другой техники.

К 19 ноября 1942 созданы благоприятные условия для перехода советских войск в контрнаступление.

75 дней и ночей понадобилось советским войскам, чтобы окружить и разгромить немецко-фашистские войска под Сталинградом. Большую помощь войскам в подготовке контрнаступления оказывало население Сталинградской области. В битве за Сталинград важную роль сыграла Волжская военная флотилия. Только в сентябре-ноябре флотилия перевезла на правый берег Волги 65 тысяч бойцов, до 2,5 тысяч тонн различных грузов.

В январе 1943 года немецкие войска окруженные в городе капитулировали. 31 января сдался командующий 6-й немецкой армией генерал-фельдмаршал Паулюс, находившийся вместе со своим штабом в подвале центрального универмага. 2 февраля последние немецко-фашистские части капитулировали. В период Сталинградской битвы фашистский блок потерял убитыми, ранеными, пленными и пропавшими без вести около 1,5 миллиона солдат и офицеров.

За время борьбы 44 соединения и части были удостоены почетного названия Сталинградское, Кантемировское, Тацинское. 55 соединений и частей были награждены медалями, 183 - стали гвардейскими, 112 солдат были удостоены звания Героя Советского Союза. Медалью "За оборону Сталинграда", созданной 22 декабря 1942, награждено более чем 700 тысяч участников битвы.

8 мая 1965 Волгоград был удостоен звания "Город-герой".

Основные достопримечательности сегодняшнего Волгограда связаны в основном с историей Сталинградской битвы. Это связано в первую очередь с тем, что за два дня, 22 и 23 августа 1942 года в результате бомбардировки города немецко-фашистскими войсками было уничтожено более 90 % северной части города (до поймы реки Царица). Достаточно сказать, что в Центральном районе осталось только одно здание, пригодное для проживания.

Среди памятников Сталинградской битвы особо выделяются:

Мамаев курган — "главная высота России". Во время Сталинградской битвы здесь проходили одни из самых ожесточённых боёв. Сегодня на Мамаевом Кургане возведён памятник-ансамбль "Героям Сталинградской битвы". Центральная фигура композиции — скульптура "Родина-Мать".

Панорама "Разгром немецко-фашистских войск под Сталинградом" — расположена на Центральной набережной города. Открыта в 1982 году.

Руины старой мельницы — единственное оставшееся со времён войны нетронутое здание в городе.

"Дом солдатской славы" или, как его называют в народе "Дом Павлова" — это кирпичное здание, занимавшее господствующее положение над окружающей местностью.

Аллея Героев — небольшая пешеходная улица, соединяющая набережную реки Волги и Площадь Павших борцов. 8 сентября 1985 года здесь был открыт мемориальный памятник, посвящённый Героям Советского Союза и полным кавалерам ордена Славы, уроженцам Волгоградской области и героям Сталинградской битвы. На памятнике имена (фамилии и инициалы) 127 Героев Советского Союза, получивших это звание за героизм в Сталинградской битве в 1942—1943 годах, 192 Героев Советского Союза — уроженцев Волгоградской области, из которых трое дважды Герои Советского Союза (Ефремов Василий Сергеевич   Малышев Юрий Васильевич,    Шурухин Павел Иванович), и 28 кавалеров ордена Славы трёх степеней.