С первых дней войны завод перешёл на военные рельсы. На катера, которые раньше строились для нужд народного хозяйства, стали устанавливать различное вооружение. На заводе было организовано производство противотанковых «ежей», сапёрных лопаток, солдатских ножей и лыж. Часто приходилось отрываться от работы из-за налётов вражеской авиации. На защиту завода и рабочего посёлка встали те, кто не ушёл на фронт.
Судостроители создали специальные команды противовоздушной обороны, вели круглосуточное дежурство в цехах, дежурили в заводском посёлке. После смен люди шли на строительство бомбоубежища при заводе и посёлке, рытьё пожарных водоёмов. Несмотря на сложнейшие условия, завод наращивал объёмы производства. Вместо мужчин, ушедших на фронт, к станкам вставали женщины и подростки. Женщины выполняли тяжёлую мужскую работу: вальцовку, резку, штамповку металла.
Заводчане собирали деньги и ценные вещи в Фонд обороны страны, посылали подарки фронтовикам. Полуголодные, усталые от круглосуточной работы люди ещё сдавали кровь для раненых бойцов. Враг рвался к Москве, Рыбинск был объявлен прифронтовой зоной, по приказу Наркомата решено было эвакуировать завод в города Пермь и Тюмень. Заводчане, переехавшие в Тюмень вместе с заводом, вспоминают, что зима 1941-го выдалась лютой, холодной. В 30-градусные морозы выгружали станки, оборудование, устанавливали его в спешно построенных цехах.
В 1943 году над Рыбинском в дневное время стали появляться самолёты-разведчики, в ночное – участились налёты бомбардировщиков. Их целью были промышленные предприятия и плотина Рыбинской ГЭС, которая снабжала электроэнергией Москву. В ночь на 25 мая 1943 года сирены возвестили об очередной воздушной тревоге. Это была страшная ночь для завода и для города. Немецкие самолёты сбросили множество зажигательных бомб, возникли пожары на территории предприятия и рабочего посёлка. После зажигательных враг стал сбрасывать фугасные бомбы. Результат — убитые и раненые люди, разрушенные цеха, дома, водопровод, катера, уже готовые к отправке… Завод и посёлок понесли серьёзные потери. Однако завалы были разобраны, а цеха — восстановлены всего за 4 месяца. При этом выпуск продукции не останавливался ни на день.
Рыбинские катера во время ВОВ участвовали в битвах под Сталинградом, на реках Днепр, Березина, Припять, в различных десантных операциях. Рыбинские корабелы первыми в стране освоили и построили торпедные катера дальнего действия. Рыбинские катера воевали на всех флотах, ходили в торпедные атаки на корабли и конвои противника, воевали на Ленинградском и Карельском фронтах. Они обеспечивали доставку людей и грузов в битве под Сталинградом, участвовали в наступательных операциях Красной Армии на Днепре, Березине, Припяти, Одере и других реках. Катера прошли в составе военной флотилии до Шпрее, участвовали во взятии Берлина, воевали на Эльбе.
Всего за годы войны более 700 катерозаводцев приняли участие в боях за Родину. 141 человек погиб. Более 150 бывших фронтовиков вернулись с войны, имея ранения. 1017 орденов и медалей получили катерозаводцы за свои ратные подвиги.
Одному из них, Игорю Петровичу Клинову, посмертно было присвоено звание Героя Советского Союза.