В конце сентября 1942 года, после битвы за Днепропетровск, немцы начали продвигаться на восток и 11 октября 1941 года заняли Павлоград, а вскоре и всю Днепропетровскую область. Созданный Павлоградский партизанский отряд сосредоточился на своей базе в Орловщинском лесу и действовал с 5 октября по 26 декабря 1941 года. Партизаны уничтожали мелкие группы солдат противника, взрывали мосты на дорогах между Днепропетровском, Перещепино и Васильковкой. Во второй половине декабря немцы окружили и прочесали лес, в бою с ними часть партизан была уничтожена, а уцелевшие «растворились» среди местного населения. Кое-кто из них вошёл в подполье. Подпольем руководил Павлоградский подпольный горком.
С начала оккупации подполье начало массово-политическую работу с населением (распространяли листовки и сводки Совинформбюро, проводили беседы), в которой призывали население к сопротивлению, саботажу и диверсиям. Некоторые подпольщики были внедрены в оккупационные учреждения, в том числе в путевую жандармерию и полицию. В мае 1942 года Днепропетровский подпольный обком отдал Павлоградской подпольной организации приказ усилить работу по созданию боевых групп и готовиться к вооружённому восстанию. Восстание было решено начать при приближении к городу советских войск.
К концу 1942 года подрывная деятельность подпольщиков активизировалась: под Сталинградом гибла немецкая 6 армия, Вермахт нуждался в подкреплениях, но подпольщики старались этого не допустить. В сентябре была подожжена нефтебаза, в октябре на территории завода №55 — подорвано 2 склада с оружием и боеприпасами; были пущены под откос эшелоны на станциях Домаха и Зайцево, в самом городе — подорван склад с боеприпасами. Была порвана телефонная связь -со штабом 6-й немецкой армии, а также телефонная линия Лозовая-Павлоград-Днепропетровск.
28 января 1943 года началось советское наступление из района Сталинграда. Войска Южного фронта в середине февраля были остановлены на рубеже реки Миус. Так называемый, Миус-фронт, преградил путь наступлению Красной Армии на запад. Более успешно развивалось наступление Юго-Западного фронта, который вышел к реке Северский Донец и нанёс удар в юго-западном направлении с целью отрезать немцев в Донбассе от днепровских переправ.
Подготовкой восстания в Павлограде занимались Днепропетровский подпольный обком и Павлоградский подпольный горком. В составе подпольной организации были созданы 19 боевых групп, объединившие около 500 человек. Во второй половине декабря 1942 года боевые группы объединились в единую организацию под единым командованием. Командиром боевой организации стал майор П. О. Кравченко, комиссаром — С. С. Прибер, начальником штаба — ст. лейтенант К. В. Рябой. Подпольщики разработали план действий, который предусматривал: сосредоточить все боевые группы в Павлограде к 10 февраля 1943; начать восстание в ночь с 13 на 14 февраля отрядом путевой жандармерии; при помощи ещё 6 групп захватить и удержать центр города.
Схема боя в период вооруженного восстания в Павлограде 13-16 февраля 1943 г.
13 февраля 1943 три группы подпольщиков под командованием А. И. Нестеренко и С. А. Чумака (58 человек) из числа работающих в полиции были сосредоточены в здании кожевенного завода. Они должны были начать восстание, но были замечены и открыли огонь по итальянским патрульным. Завод был окружен оккупационными войсками. Бой продолжался несколько часов, окружённые отвлекли на себя свыше 300 солдат и офицеров, но в результате большинство подпольщиков погибли, хотя некоторые сумели прорваться из окружения. Восстание было сорвано. Оккупационные власти начали «зачистку» города. Но к городу уже подходили советские войска, и кое-где уже происходили стычки и перестрелки советских разведчиков с противником.
15 февраля 1943 года в Павлоград вернулась отправленная к линии фронта связная горкома О. В. Куликова, вместе с которой прибыл офицер связи — капитан Андросов из штаба 4-го гвардейского стрелкового корпуса РККА. Они сообщили, что части корпуса достигнут города 16-18 февраля 1943 года. Ночью 16 февраля передовые части РККА начали бои на окраине города. В это же время с одновременного выступления всех боевых групп подполья началось восстание в городе. Группа подпольщиков во главе с М. В. Беляшовым и А. Г. Кузнецовым заняли управу и здание гестапо. На городской управе был установлен красный флаг. Около 300 освобождённых из тюрьмы заключённых присоединились к подпольщикам. Группа лейтенанта Луценко заняла почту и телеграф. Ещё четыре группы завязали уличные бои. Группа села Городище обстреляла итальянскую колонну, которая с комендантом города генералом Марио Карлони отступала на Днепропетровск.
Уже утром 17 февраля 1943 года в Павлоград вступили подразделения 35-й гвардейской стрелковой дивизии 4-го гвардейского стрелкового корпуса. В этот же день город был освобождён от оккупантов. Развивая успех восстания, подпольщики и партизаны из отряда В. Г. Фесенко выбили силы противника из сёл Межиречи и Петропавловка. Члены боевых групп организовали охрану военных и гражданских объектов города, промышленных предприятий. В день освобождения Павлограда заработали радио, пекарня, столовые. Были созданы и начали работу органы местной власти. Наступление Красной Армии продолжалось, и к 20 февраля советские войска подошли к ст. Синельниково, вышли на подступы к Днепропетровску, Запорожью и Краснограду.
Немецкое кладбище в Павлограде.
Встреча Гитлера и Манштейна в Запорожье.
17 февраля Гитлер прилетел в Запорожье. Там он встретился с одним из лучших стратегов вермахта — Эрихом фон Манштейном. Генерал-фельдмаршал предложил фюреру план контрнаступления, где предлагалось силами 2-го корпуса СС и 4-й танковой армией ударить с севера и юга на Павлоград, после чего наступать на Лозовую — в направлении Харькова. Гитлер сначала отказался верить, что в районе Павлограда сосредоточены большие силы противника и Красная Армия движется к Днепру. 18 февраля ему доложили снова, что противник уже занял Павлоград, итальянцы, оборонявшие город, — разбиты, а советские войска уже в 60 километрах от Запорожья. Фюрер согласился с планом контрнаступления и в тот же день отбыл.
Разрушенное бомбежками здание городской управы Павлограда.
Казнь подпольщиков, принимавших участие в восстании.
18-20 февраля 1943 года немецкая авиация бомбила Павлоград, в это же время самолеты Люфтваффе бомбили Межиречи и Петропавловку. Пять дней город находился в руках советских войск. 19 февраля 1943 года началось наступление Вермахта. Под угрозой окружения и разгрома советские войска были вынуждены отходить на восток, за реку Северский Донец. Часть подпольщиков и участников восстания вошла в состав подразделений РККА и отступила вместе с войсками; часть — отступила в Богуславский лес, где создала партизанский отряд; некоторые подпольщики вновь перешли на нелегальное положение и остались в городе для действий в подполье. 22 февраля 1943 в Павлоград вступили немецкие передовые танковые подразделения.
Окончательно Павлоград был освобождён 18 сентября 1943 года после успешно проведённой Красной Армией Донбасской операции.