В первую, самую страшную, осень войны Рязань оказалась под постоянными фашистскими бомбёжками. Только за три месяца 1941 года на город было совершено 18 налётов люфтваффе, в ходе которых было сброшено 320 бомб, разрушено 34 дома и 12 магазинов, повреждено здание железнодорожного вокзала. 36 горожан погибли.

С оружием и лопатами в руках рязанцы поднялись на защиту родного края. Ежедневно на строительство оборонительных рубежей вокруг города выходили до 20 тысяч его жителей. Несмотря на непогоду и вражескую авиацию, они копали противотанковые рвы, устанавливали заграждения, а также доты, дзоты и т. д. Для вооружённой защиты города из местных жителей был сформирован 1-й Рязанский добровольческий рабочий полк количеством до 1,5 тысячи человек, задачей которого было сдерживать неприятеля до подхода регулярных частей Красной Армии. Кроме того, здесь было создано более 50 партизанских отрядов.

В рядах регулярных частей Красной Армии воевали свыше 300 тысяч рязанцев, 180 тысяч из которых остались навечно на полях сражений. 295 человек за проявленный героизм получили высокое звание Героя Советского Союза, а более 60 человек стали полными кавалерами ордена Славы. Два рязанца заслужили самые высокие воинские звания: Алексей Прошляков – Маршала инженерных войск, а Сергей Бирюзов – Маршала Советского Союза.

Несмотря на угрозу окружения, ни на час не останавливались городские заводы и фабрики, сразу же перешедшие на выпуск военной продукции. Местные производства давали фронту около 200 видов вооружений, боеприпасов и обмундирования. Большинство крупных предприятий были вывезены из города за Урал и в Сибирь, а оставшиеся выпускали оружие и обмундирование для бойцов Красной Армии. Так, городской ликёро-водочной завод начал выпускать бутылки с зажигательной смесью – эффективное оружие против вражеских танков. На территории эвакуированного шпалопропиточного завода разместилась разборная площадка подбитой военной техники, с которой снимались годные узлы и агрегаты.

Завод сельскохозяйственного машиностроения «Рязсельмаш» (№ 567) в конце первого полугодия 1941 года освоил выпуск авиабомб АО-10, а также 85-мм фугасных гранат, 120-мм мин, а позднее и 108-мм мин. Боеприпасы были жизненно важной продукцией для фронта, поэтому рабочие завода добровольно брали на себя повышенные обязательства, участвовали в движениях двусотников (работники, перевыполнявшие план на 200% и больше), стахановцев, многостаночников и рационализаторов. Повсеместно создавались комсомольско-молодёжные бригады. В военные годы почти 70% трудового коллектива составляли женщины, трудившиеся наравне с мужчинами. Согласно отчёту парторганизации завода, в 1943 году план по производительности труда был выполнен более чем на 115%, в 1944 году – на 102%. Трудовой коллектив завода многократно получал переходящие Красные знамёна городского комитета партии, обкома и облисполкома. За умелое руководство предприятием директор завода Владимир Новиков был награждён орденом Трудового Красного Знамени.

На выпуск военной продукции полностью переключился Рязанский деревообделочный завод (сейчас Рязанский приборный завод). К 1943 году здесь выпускались авиалыжи и запасные части к самолётам По-2, Р-5 (крылья, хвостовое оперение и кабины). В 1944 году здесь был освоен выпуск бесшумных десантных планеров Г-11, перевозивших оружие, продовольствие и медикаменты, а также крылатых машин По-2А, предназначенных для сельхозработ. Всего за время войны завод выпустил 195 планеров Г-11, 64 планера А-7, 238 подвесных кабин для самолёта Р-5, 3 950 авиалыж для самолёта У-2 (По-2) и большое количество запасных частей.

Не прекращали работать всю войны рязанские хлебозавод, хладокомбинат и спиртзавод, дававший спирт для пулемётов и медицинских целей. Рязанские швейные фабрики изготовляли шинели и плащ-палатки из брезента, а также ватные брюки, шапки-ушанки, маскхалаты. Кожевенный завод давал сырьё для изготовления армейских сапог, ботинок и конской упряжи. За годы войны только местная промышленность и промкооперация дали фронту 15 миллионов комплектов обмундирования и белья, более миллиона пар обуви, а также большое количество снаряжения.

Свой вклад в общее дело внесли шахтёры треста «Октябрьуголь», которые после изгнания из области фашистов в максимально короткие сроки восстановили разрушенные шахты и уже через четыре месяца достигли довоенного уровня добычи угля. В 1945 году был добыт миллион тонн угля.

В военные годы Рязань стала настоящей госпитальной базой – здесь было разбито до 50 эвакгоспиталей (а по области их насчитывалось до сотни). Через них прошли около 200 тысяч раненых красноармейцев. Более 72% фронтовиков исцелились и вернулись в строй благодаря мастерству рязанских врачей и уходу горожан, которые после напряжённых трудовых смен (длились до 16 часов) находили в себе силы приходить в госпитали и ухаживать за ранеными. Кроме того, горожане массово становились донорами крови. Только на обувной фабрике «Победа Октября» было более 300 доноров. Рязанская областная станция переливания крови снабжала 1-й Украинский и 3-й Белорусский фронты.

До войны в Рязани находилось два военных учебных заведения – пехотное училище им. К. Е. Ворошилова и артиллерийское училище (в 1941 году было эвакуировано в Казахстан). В военные годы подготовка пехотных командиров сократилась с трёх лет до полугода. Всего училище подготовило семь тысяч офицеров, в том числе около 1,4 тысячи женщин. 16 выпускников стали Героями Советского Союза. Кроме того, училище обучило сотни офицеров для польской, румынской и чехословацкой освободительных армий. В 1943 году учебное заведение наградили орденом Боевого Красного Знамени.

Рязань готовила кадры и для советской авиации. Рязанская высшая авиационная школа дала стране 2 600 лётчиков-бомбардировщиков. 20 из них за свои заслуги были удостоены звания Героя Советского Союза. В 1943 году в Рязань из Красноярского края прибыло автомобильное училище (сегодня Рязанский военный автомобильный институт), которое до 1942 года располагалось в городе Орджоникидзе.

По-фронтовому ударно трудились железнодорожники Рязанской области, обеспечивая бесперебойные военные и народнохозяйственные перевозки, несмотря на удары вражеской авиации, которые продолжались до 1943 года. Десятки поездных бригад под бомбёжками и артиллерийским обстрелом врага мужественно вели к фронту составы с живой силой и боевой техникой.

Начиная с лета 1941 года рязанцы активно стали сдавать деньги и вещи в Фонд обороны страны и в Фонд Красной Армии. Так, за военные годы они собрали в Фонд обороны более 30 миллионов рублей, в Фонд Красной Армии – 16 миллионов рублей. Кроме того, советским бойцам из Рязани были направлены тысячи посылок с тёплыми вещами. Активно пользовались местные жители и военными займами по подписке – занятые у народа средства покрывали до 15% военных расходов СССР. За 1941–1945 годы в Рязанской области было размещено займов на 386 миллионов рублей.

Кроме этого, на собранные тружениками города деньги была построена авиационная эскадрилья «Рязанский рабочий», а также бронепоезд «Рязанский железнодорожник».

Трудовой подвиг жителей Рязани не остался незамеченным. Медалью «За доблестный труд в годы Великой Отечественной войны» в Рязанской области государство наградило 256 тысяч человек, из которых 14 570 человек – жители Рязани.