Kraju Warty, w rejencji kaliskiej, od 1941 w rejencji łódzkiej.
Hitlerowski okupant dokonywał masowych prześladowań (praca przymusowa, obozy koncentracyjne), a także egzekucji ludności, m.in. 14 grudnia 1939 w Lesie Winiarskim pod Kaliszem zamordowano powszechnie znanych obywateli Ostrowa i Kalisza. W Ostrowie na tzw. Majdanie przy ul. Tadeusza Kościuszki znajdował się „wychowawczy obóz pracy” (styczeń 1942–grudzień 1944) pod zarządem Gestapo w Łodzi, w którym śmierć poniosło 198 osób. W latach 1939–1945 około 16 tysięcy mieszkańców regionu ostrowskiego zostało przesiedlonych na roboty przymusowe do Generalnego Gubernatorstwa.
Okupacja niemiecka zakończyła się 23 stycznia 1945.
Dalsze lata mały|Ulica Raszkowska (2025) W latach powojennych charakterystyczny dla Ostrowa Wielkopolskiego był szybki wzrost liczby mieszkańców. W 1985 miasto liczyło 68 431 mieszkańców, wynikało to także z przyłączania do miasta przyległych wsi, m.in. Pruślina i Zacharzewa.
Do 2005 w mieście stacjonowała jednostka wojskowa;