8 września 1939 r. Ostrowiec Świętokrzyski został zajęty przez wojska niemieckie, które obsadziły nieczynne Zakłady Ostrowieckie. Ponieważ Zakłady nie poniosły znaczących strat i zniszczeń podczas działań frontowych ich uruchomienie nie wymagało szczególnego wysiłku. Niemniej jednak wymagana była zgoda władz okupacyjnych, które nakazywały wpierw wywiezienie przydatnych dla niemieckiej gospodarki surowców i maszyn lub wykorzystanie ich w celu umocnienia potęgi zbrojeniowej III Rzeszy.
Na podstawie zarządzenie z 29 września 1939 roku zalecono całkowitą konfiskatę majątku polskiego. Zakłady Ostrowieckie wraz z Zakładami Starachowickimi i Hutą Stalową Wolą weszły w skład koncernu Reichswerke AG fur Berg – und Huttenbetriebe „Hermann Goering Werke”.
Początkowo hitlerowcy nie zakładali w swych planach potrzeby utrzymania i rozwoju tej gałęzi przemysłu, licząc na szybkie zakończenie wojny. Sytuacja frontowa zmusiła ich jednakże do zmiany tych planów. Zaspokojenie potrzeb frontu i zaplecza wymagało nie tylko uruchomienia produkcji ale również jej rozwoju. Wzrosło też znaczenie Zakładów Ostrowieckich, które były drugie po Hucie Częstochowa w Generalnym Gubernatorstwie przedsiębiorstwem tej branży.
Pomimo braku maszyn i urządzeń, które częściowo wywieziono do Rzeszy, rosła produkcja i stan zatrudnienia. Pod koniec 1940 roku liczba zatrudnionych wynosiła już 4634 robotników i 232 urzędników. Poziom produkcji w tym okresie wynosił : 42 000 ton surówki, 96 000 ton stali oraz
43 200 ton wyrobów walcowanych.
Zakłady Ostrowieckie były również nadzorowane przez pion wojskowy, co wiązało się ze szczególnym charakterem podjętej tu produkcji na potrzeby armii niemieckiej. Nadzór ten dotyczył takich rodzajów broni jak marynarka wojenna, wojska lotnicze. Natomiast pod koniec 1941 roku Zakłady Ostrowieckie przekazano pod nadzór wojsk lądowych.
Uruchomienie produkcji w Zakładach Ostrowieckich okupant ukierunkował głównie na produkcję pocisków artyleryjskich o kalibrze 210 mm., odlewów stalowych dla łodzi podwodnych i głowic do torped oraz specjalnych zawieszeń do wozów pancernych, a także części do wyrzutni torpedowych. W roku 1941 podjęto produkcję specjalnych pierścieni uderzeniowych dla torped.
W konsekwencji Zakłady Ostrowieckie zaczęły uczestniczyć w realizacji zamówień w ramach „U–Bott-Programm”. Przewidywano również rozpoczęcie produkcji półosi napinających gąsienice pojazdów pancernych, czego okupantowi nie udało się doprowadzić do finału.
Stan zatrudnienia w 1942 roku wynosił 5617 osób z czego aż 1563 osoby zatrudnione było bezpośrednio przy produkcji na potrzeby wojskowe. Wiązało się to z wprowadzeniem przez okupanta wyjątkowo ostrej dyscypliny wobec robotników polskich, którzy stanowili trzon załogi. Obok Polaków zatrudnieni byli Żydzi, Serbowie, Ukraińcy i Niemcy. W 1943 roku pracowało w Zakładach Ostrowieckich prawie 1500 Żydów zamkniętych w specjalnym obozie pracy, wykorzystywanych przez okupanta jako darmowa siła robocza. W roku 1944 rozpoczęto likwidację obozu.
Wszystkie kierownicze stanowiska obsadzane były wyłącznie przez Niemców i volksdeutschów. Z całą bezwzględnością stosowano zasady maksymalnego wykorzystania siły roboczej. W tym celu rozbudowano nadzór policyjny i administracyjny, stosowano niskie płace, ciągłe represje i aresztowania, głodowy system zaopatrzenia kartkowego, przedłużony dzień pracy (do 12 godzin) i bardzo ostre ustawodactwo karne. Już w 1940 roku aresztowano kilkunastu robotników którzy byli znani ze swej działalności społecznej. Wszyscy oni zostali wywiezieni do obozu koncentracyjnego w Oranienburgu. Znacznie więcej ofiar pochłonęły aresztowania w 1941 roku oraz na przełomie 1942-43 r, kiedy gestapo wpadło na trop akcji dywersyjno–sabotażowej.
Pomimo tak trudnych warunków życia i pracy, robotnicy nie ugięli się pod niemieckim terrorem, a odpowiedzią na bezwzględne postępowanie okupanta był nasilający się opór. Wynikiem tego oporu były osiągane wyniki produkcyjne które kształtowały się w granicach 60 % wydajności osiąganej przed 1939 rokiem.
W roku 1941 uwidoczniły się pierwsze trudności surowcowe i materiałowe. Z powodu braku koksu musiano zatrzymać pracę wielkiego pieca, który ruszył ponownie dopiero w marcu 1942 roku.
Od 11 listopada 1941 roku do 2 marca 1942 roku na wskutek awarii urządzeń chłodniczych nie pracowała walcownia duża. Na początku roku 1942 nie pracowała również młotownia i walcownia mała
z powodu braku węgla. W tym czasie objęto remontem dwa z pięciu pieców martenowskich. Pomimo starań specjalistów z koncernu Kruppa, którzy opracowali koncepcję efektywnego wykorzystania mocy produkcyjnej, sytuacja produkcyjna nie uległa znaczącej poprawie.
Od lipca 1942 roku produkcja podstawowych wyrobów hutniczych kształtowała się na poziomie : surówka – 4100 – 4300 ton miesięcznie, stal 5870 – 7000 ton miesięcznie Ponadto produkowano około 700 ton miesięcznie odlewu staliwnych i żeliwnych.
Jednak najbardziej istotnym wyrobem Zakładów poza produkcją typowo wojskową były wagony. Od listopada 1940 roku do lutego 1942 roku wykonano ich w ilości 1400 sztuk. Poza tym w okresie od sierpnia do grudnia 1942 roku wykonano okucia do 30 lokomotyw. Produkowano również resory w ilości około 600 sztuk miesięcznie.
Rosnące potrzeby frontu spowodowały, iż w 1943 roku przystąpiono do prac inwestycyjnych w montowni i stalowni martenowskiej. Sprowadzono również z Belgii prawie 180 wagonów urządzeń walcowniczych, które nie zostały zainstalowane z powodu braku silników.
W roku 1943 wszystkie wydziały pracowały niemal pełną zdolnością produkcyjną, kosztem katorżniczej pracy w szczególności Żydów.
Wielki piec o pojemności 270 metrów sześciennych produkował codziennie 180 ton surówki. Stalownia martenowska wytwarzała miesięcznie 5900 ton wlewków. Młotownia produkowała w ciągu jednej zmiany 150 obręczy i 50 osi wagonowych. Produkcja Kuźni kształtowała się na poziomie 500 ton wyrobów w skali miesiąca. Zwiększyła się również zdolność produkcyjna wydziału mechanicznego w którym zainstalowano 134 obrabiarki. Największy wydział przetwórczy jakim była Montownia osiągnął poziom produkcji wysokości 200 sztuk wagonów w skali miesiąca.
Poziom produkcji Zakładów Ostrowieckich w 1943 roku był porównywalny do osiągnięć Zakładów w 1938 roku, natomiast wartość produkcji wzrosła o około 7 mln złotych.
Z rosnącym terrorem okupanta wobec załogi nasilał się podziemny front walki gospodarczej. Miał on różne formy, do najpowszechniej stosowanych zaliczyć należy : bojkot, sabotaż, dywersja.
Już w początkach 1941 roku powstała grupa sabotażowa Związku Odwetu z Wacławem Wyczyńskim ps.”Szwarc” na czele i podporucznikiem Józefem Mularskim ps. „Zapała”.
Grupa ta 27 lutego 1942 roku usiłowała wysadzić rurociąg gazowy w Przepaści i Chmielowie.
W ciągu 17 dni lutego grupy sabotażowe GL przeprowadziły w Zakładach Ostrowieckich 15 udanych akcji sabotażowych. Rozwinięto również produkcję zbrojeniową na rzecz konspiracji, wykorzystując możliwości techniczne wydziałów. Korzystając ze złomu przywożonego z okolic przyfrontowych przygotowano kilkadziesiąt karabinów którymi zasilano oddziały partyzanckie.
Przy udziale pracowników Zakładów Ostrowieckich skonstruowano pistolet maszynowy „Bechowiec”. Głównym jego konstruktorem był działacz BCH Jan Swat ps.”Orzeł”. W realizacji tego projektu uczestniczyli :Stanisław Zięba, Henryk Mansz, Franciszek Nowak z wydziału remontowego, Ignacy Kidoń z narzędziowni, Marcin Łodej, Kazimierz Karbowniczek i Kazimierz Kotowski z walcowni.
Na terenie Zakładów działała specjalistyczna komórka ZWZ, produkująca broń i granaty. Dla potrzeb konspiracji wykonano około 1000 sztuk granatów i zmontowano 100 pistoletów „VIS”.
Spośród wielu aktywnych członków ruchu oporu wspomnieć należy znaczną grupę kadry inżynieryjno–technicznej do której należeli : szef wydziału walcowni – inż. Lesław Barliński,
szef wydziału spawalniczego – inż. Feliks Okołów, szef wydziału montowni – inż. Bronisław Horodec, inż. Zenon Krzekotowski, inż. Józef Niemiec oraz Jan Grabiński i Henryk Adamski – którzy byli członkami AK.
Ciągle rosnące potrzeby militarne III Rzeszy powodowały bezwzględną eksploatację ludzi i majątku Zakładów Ostrowieckich. Władze niemieckie zdecydowały się jeszcze w 1944 roku na uruchomienie nowego pieca martenowskiego o pojemności 40 ton. Wcześniej oddano do eksploatacji chłodnię „Siemag” w walcowni małej, a w walcowni dużej usprawniono proces produkcyjny instalując wahadłowe stoły mechaniczne.
W związku z tym na początku 1944 roku wielkość produkcji kształtowała się na poziomie ubiegłego roku i tak na przykład w pierwszym kwartale wyprodukowano : 8179 ton surówki i 14720 ton stali martenowskiej. W późniejszym okresie zaczęła systematycznie maleć produkcja wielkiego pieca, głównie z powodu braku rytmicznych dostaw rudy i koksu. Pomimo tych trudności wielki piec dostarczał miesięcznie 2500 ton surówki, a stalownia martenowska 1000 ton wlewków.
Walcownie wyprodukowały od stycznia do kwietnia około 18000 ton wyrobów z czego w poszczególnych miesiącach : styczniu 4471 ton, lutym 3604 tony, marcu 5433 tony i kwietniu 4426 ton. W tym samym okresie kuźnia i młotownia produkowały do 2000 ton wyrobów kutych, odlewnia żeliwa około 300 ton odlewów, zaś montownia w styczniu 1944 roku wyprodukowała jedynie 25 wagonów.
Stan załogi w ciągu jednego roku od kwietnia 1943 do lipca 1944 zmniejszył się z 7678 do 5258 osób. Wynikało to zarówno z ograniczeń produkcji, a także było skutkiem łapanek i przymusowych wywózek robotników.
W lipcu 1944 roku pracowały już tylko niektóre z wydziałów, a w pozostałych demontowano maszyny i urządzenia. Okupant nie mogąc kontynuować produkcji rozpoczął grabież i niszczenie Zakładów. Załadowane wagony majątkiem Zakładów Ostrowieckich kierowane były na Zachód. Docelowymi stacjami zagrabionego mienia były: Watenstadt, Thale, Gorlitz, Berlin, Kindberg, Chemitz, Witkowice, Engeldorf, Erunnlitz, Jauer, Kladno, Alt-Warthau i Lipsk. Ostateczna lista obejmowała 41 miejscowości. Cała akcja tzw. „ewakuacji” (granieży) trwała aż do początku stycznia 1945 roku.