1941年德国法西斯军队开始入侵摩尔曼斯克。为了侵占北极区域,德国同挪威、芬兰结成“挪威”战线,并计划进攻科拉半岛。半岛的防御是长达500千米的北方战线的一部分,而这一部分属于摩尔曼斯克、坎达拉克沙、乌赫塔的战场。北方舰队和苏维埃陆军参加了半岛防御,以抵抗德国军队的入侵。
德国法西斯军队对苏联的进攻于1941年6月29日开始,苏联士兵将敌人阻挡于国界线外20-30千米处。残酷的战争一直持续到1944年,苏联军队才开始转向战略进攻。
摩尔曼斯克共遭受792次空袭和18.5万枚炸弹的轰炸,轰炸强度仅次于斯大林格勒,位居第二。但是,摩尔曼斯克坚守住了,并继续发挥着港口城市的重要作用。在遭遇不断空袭的情况下,民众依旧装载和卸载货物、建设防空洞、生产军事设备。在战争年代,摩尔曼斯克码头共接收250船、总计200万吨的各类货物。
摩尔曼斯克的渔民战时共捕鱼8.5万吨,提供给城市的居民和苏联军队。船厂工人共修复645艘战斗舰艇和544艘常规运输船,改装55艘渔船。1942年,战场不在陆地,而是在北部海域。纳粹军队希望切断苏联出海口,但他们没有成功,北方战线的苏军摧毁了超过200艘敌方作战舰艇和约400艘运输船,舰队于1944年秋将纳粹侵略者赶出了这片区域。
1944年苏联最高苏维埃主席团设立“保卫苏联北极”勋章,1985年5月6日摩尔曼斯克被授予“英雄城市”称号。摩尔曼斯克纪念伟大卫国战争最著名的纪念碑是列宁区的“苏联北极捍卫者”纪念碑,这座纪念碑于1974年10月19日落成,碑名“阿廖沙”。高达35米,碑上是一名穿着斗篷、肩上扛着枪的军人雕塑。
城市的另一个标志性建筑为“纪念卫国战争期间牺牲的北莫尔斯克英雄”纪念碑。它也于1974年10月落成,同坐落在列宁区。