С 11 мая 1936 года нынешняя Костромская область входила в состав Ивановской области. На фронты Великой Отечественной войны ушли около 260 тысяч человек, погибли и умерли от ран — 118 тысяч.
Из восточных регионов в Кострому были эвакуированы Смоленский льнокомбинат и Ржевский механический завод. Уже имевшиеся производства перепрофилировались под оборонные нужды.
Костромской завод «Рабочий металлист» и завод полимерного машиностроения им. Красина производили спусковые механизмы для пистолетов-пулеметов, снаряды, 120‑миллиметровые мины и фотоавиабомбы. Костромской лесозавод «Смычка» и завод по выпуску оборудования для легкой промышленности «Красная маевка» к началу Московской битвы направили на фронт 33 тысячи пар лыж, которые изготовили за 5 месяцев. Судомеханический завод выпускал аэросани и катера-тральщики. Была разработана и запущена технология производства пироксилина из текстильных отходов.
В регионе развернули около 50 эвакогоспиталей, функционировали 37 детских домов, 28 детских садов, 13 яслей, 8 школ и 19 других детских учреждений.
Костромичи отправили на фронт 234 тысячи посылок и 350 тысяч свитеров, носков и других теплых вещей. В Фонд обороны было собрано 92 млн рублей. Оказывалась помощь освобожденным и пострадавшим в ходе боев регионам. Так, в Ленинград снарядили машины с 68 ц хлеба, 44 ц гороха, 87 кг масла.
13 августа 1944 года Костромская область была выделена из состава Ивановской области в самостоятельную административно-территориальную единицу.
220 костромичей стали Героями Советского Союза.
Первым из уроженцев региона этого звания удостоился командир 586‑го стрелкового полка Иван Некрасов. Свой боевой путь он закончил в Австрии, будучи уже командиром дивизии.
Дважды Героем стал главный маршал авиации Александр Новиков, командовавший в годы войны советскими ВВС.
Указом Президента Российской Федерации 10 сентября 2021 года Кострома получила звание «Город трудовой доблести».