С 1934 года территории современной Липецкой области входили в состав соседних регионов, а сам Липецк являлся районным центром Воронежской области.
К декабрю 1941 года немецкие войска оккупировали шесть районов будущей Липецкой области. Однако уже в середине месяца фашисты оказались отброшены на запад в ходе Елецкой операции, ставшей своего рода прологом к грандиозной Московской битве.
В июле 1942 года, при наступлении на Сталинград и Кавказ, немцы и их союзники на семь месяцев оккупировали часть Воловского и нынешнего Тербунского районов. Окончательно захватчиков изгнали в ходе Воронежско-Касторненской наступательной операции.
В разгар этих боев в Липецке был сформирован 491‑й отдельный минометный полк, получивший после освобождения украинской столицы наименование Киевский.
Часть производственных мощностей Новолипецкого металлургического завода была эвакуирована в Челябинскую область, но большинство предприятий продолжали работать, даже находясь в прифронтовой зоне.
Из отремонтированной на заводе «Станкострой» техники в 1942 году был сформирован 1‑й танковый корпус Михаила Катукова.
На пожертвования граждан был построен самолет «Липецкий комсомолец», переданный уроженцу Грязинского района Сергею Литаврину, одержавшему на нем 19 воздушных побед.
Уроженцем того же Грязинского района был командир первой в Красной армии экспериментальной батареи «катюш» капитан Иван Флеров, погибший в октябре 1941 года во время Смоленского сражения и посмертно удостоенный звания Героя Советского Союза.
Спустя год, там же, под Смоленском, погибла до последнего защищавшая раненых и зверски замученная фашистами медсестра Ксения Константинова.
В общей сложности высшей государственной награды СССР в 1941‒1945 годах удостоились 170 уроженцев нынешней Липецкой области.
Второму по значению городу региона, Ельцу, 8 октября 2007 года было присвоено звание «Город воинской славы».