В июне 1941 года война вторглась в каждый дом, не обойдя стороной и Челябинскую область. С первых дней конфликта жители Южного Урала разделили свою судьбу с судьбой всей страны, испытав на себе все тяготы военного времени. С момента начала войны на территории региона, включая отделившуюся 6 февраля 1943 года Курганскую область, проживало почти три миллиона человек. По различным данным, около миллиона из них ушли на фронт, и более 200 тысяч не вернулись домой. В современных границах Челябинской области на фронт отправилось примерно 324 тысячи человек, и более половины из них погибли, умерли от ран или пропали без вести.
На территории региона было создано 67 крупных воинских формирований, в числе которых 16 стрелковых дивизий, 11 механизированных бригад, 10 артиллерийских полков, 10 лыжных батальонов, девять пушечных артиллерийских бригад и семь артиллерийских дивизий, а также бригада морской пехоты. В 1943 году, после разгрома немецко-фашистских войск под Сталинградом, с активным участием рабочих Свердловской, Молотовской (ныне Пермской) и Челябинской областей был создан Уральский добровольческий танковый корпус. Первым боевым испытанием для этого подразделения стала битва на Курской дуге, после которой корпус получил почетное звание «Гвардейский». С 1943 года по май 1945 года УДТК прошел с боями от Орла до Берлина и Праги, и 27 солдат и сержантов стали полными кавалерами Ордена Славы, а 38 были удостоены звания Герой Советского Союза.
Всего 224 южноуральца были удостоены высшего звания. 130 из них совершили свои подвиги в челябинских бригадах и дивизиях. Дважды Герой танкист Семён Хохряков получил свою первую Золотую Звезду и был представлен к третьей. К сожалению, он погиб 17 апреля 1945 года, всего в 100 километрах от Берлина, в возрасте 29 лет. Легендарный снайпер Василий Зайцев также имел связи с Южным Уралом, уничтожив в Сталинграде более 200 солдат и офицеров противника. Уроженец Челябинска Ибрагим Газизуллин, посмертно удостоенный высокого звания, совершил 90 боевых вылетов, сбив семь вражеских самолетов и уничтожив 32 танка, однако погиб 30 мая 1944 года при выполнении задания.
Среди полных кавалеров Ордена Славы был и Иван Матюхин, который был призван в армию в октябре 1941 года и с боями дошёл до Австрии. Он ушёл из жизни в феврале 2015 года в возрасте 92 лет.
Челябинская область активно ковала Победу как на фронте, так и в тылу. В годы войны Челябинск получил неофициальное название Танкоград, поскольку на тракторном заводе производились легендарные танки Т-34 и реактивные установки «Катюша». Регион стал настоящей кузницей Победы, снабжающей армию боевой техникой, боеприпасами и всем необходимым. Около 100 тысяч тружеников тыла были награждены медалью «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941−1945 гг.». Коллективы 16 предприятий Южного Урала получили государственные награды, а 18 предприятий удостоились знамён Государственного Комитета Обороны на вечное хранение.
Магнитогорский металлургический комбинат, всего через месяц после начала войны, освоил выпуск брони. Из магнитогорской стали была сделана броня каждого второго танка и каждый третий снаряд, выпущенный по врагу. Челябинский тракторный завод, до войны наладивший производство танков КВ-1, столкнулся с проблемами, однако после эвакуации Кировского завода из Ленинграда и других предприятий, он стал танкостроительным комбинатом. 22 августа 1942 года ЧТЗ выпустил первый танк Т-34, произведя за годы войны 18 тысяч танков и самоходных артиллерийских установок, включая реактивные установки БМ-13.
В годы войны с запада СССР на Южный Урал эвакуировали более 300 промышленных предприятий, а также в регионе было построено 35 заводов, в том числе Челябинский металлургический завод, который обеспечивал поставки стали. Также был создан Бакальский завод металлоконструкций и Челябинский завод автомобильных прицепов, который выпускал технику для танков и БТР. В 1942 году на базе эвакуированного на Урал Мариупольского трубного завода появился Челябинский трубопрокатный завод.
Значимость Южного Урала для обеспечения армии боевой техникой подчеркивает тот факт, что именно в Челябинске был создан Народный комиссариат танковой промышленности, а также размещались наркоматы электростанций, боеприпасов, среднего машиностроения и часть наркомата строительства. В Челябинске также было создано танковое училище, которое готовило кадры для действующей армии.
Не остались в стороне и сельские труженики, которые за годы войны собрали более четырех миллионов тонн зерна, а также произвели 146 тысяч тонн мяса и 1,8 миллиона тонн молока. Колхозники выработали свыше 281 миллиона трудодней. На смену ушедшим на фронт рабочим и колхозникам к станкам встали женщины, старики и даже дети-подростки, которые работали по 12-16 часов, чтобы выполнить поставленные задания. Лозунг «Всё для фронта! Всё для Победы!» стал девизом тыла. Каждый выпущенный танк, каждая единица техники, каждый килограмм зерна, молока и мяса — всё это приближало Победу. Степные зори отмечают, что южноуральцы делали всё возможное для достижения общей цели.