С 24 июня 1941 года городские предприятия перешли на выпуск военной продукции. Развернулось движение под девизом: «Работать за себя и за товарища, ушедшего на фронт». Одной из его форм стало удвоение плановой выработки.
В трубопрокатном цехе металлургического завода наладили выпуск танковых броневых листов, а также корпусов и головок для реактивных снарядов к «Катюшам». Вскоре после освобождения города, в декабре 1943 года, на вновь запущенной мартеновской печи состоялась первая плавка металла. В марте 1944 года ввели в строй листопрокатный цех, в апреле восстановили трубосварочный, а в мае — трубопрокатный: их продукция была критически важна для нефтяной промышленности страны. За восстановление полного металлургического цикла и бесперебойные поставки металла фронту в августе 1944 года завод отметили переходящим Красным знаменем Государственного комитета обороны СССР.
Завод по производству котельных барабанов в сентябре 1941 года частично эвакуировали, а оставшееся в Таганроге оборудование спрятали в разных частях города. В декабре 1943 года ГКО принял постановление о возобновлении котельного производства, и в феврале-марте 1945 года продукция возрождённого предприятия уже пошла на теплоэлектростанции страны.
Делегация г. Таганрога передает 6-й гвардейской таганрогской авиадивизии самолет «Таганрогский пионер» © Из фондов Таганрогского государственного литературного и историко-архитектурного музея-заповедника
Огромный вклад в Победу внесли таганрогские авиастроители. В августе 1941 года советский Военно-морской флот получил новый корабельный разведчик Бе-4, серийный выпуск которого освоили на Таганрогском авиазаводе. Самолёт оснастили мощным двигателем и самой современной радио- и фотоаппаратурой. С осени 1941 года производство этих машин продолжалось уже в эвакуации — в Омске и Красноярске. За годы войны таганрогские авиастроители собрали 49 Бе-4, которые воевали на Черноморском, Балтийском и Тихоокеанском флотах.
Ещё в конце 1940 года завод начал выпускать истребители ЛаГГ-3, к началу войны ежедневно выдавая по шесть машин. Это производство эвакуировали в Тбилиси — оно легло в основу местного авиамоторного завода. До 1944 года предприятие оставалось единственным в СССР, где серийно строились истребители Лавочкина-Горбунова‑Гудкова. В общей сложности таганрогские специалисты построили 2550 таких машин.
Делегация г. Таганрога передает 6-й гвардейской таганрогской авиадивизии самолет «Таганрогский пионер» © Из фондов Таганрогского государственного литературного и историко-архитектурного музея-заповедника
После освобождения Таганрога в сильно повреждённых цехах авиазавода наладили ремонт самолётов: У-2, штурмовиков Ил-2 и истребителей Як. До конца войны восстановили 935 машин.