Narodnooslobodilačka borba
Sarajevo je do početka Drugog svjetskog rata bilo u sastavu Kraljevine Jugoslavije. Od prvog dana rata, 6. aprila 1941. godine, kralj, Vrhovna komanda Jugoslovenske vojske, vlada i njene razne institucije, te dio diplomatskog kora, povlače se i u opštoj pometnji i panici bježe iz prijestonice Beograda prema Sarajevu. Tih dana u Sarajevo i okolinu dolazi, u bjekstvu i iščekivanju evakuacije, šarolik svijet vezan uz politički i diplomatski establišment Kraljevine Jugoslavije.
Iz Sarajeva se kralj i vlada povlače prema Nikšiću, odakle su već 16. aprila 1941. godine odletjeli u Atinu i dalje na Bliski istok pod britansku zaštitu. Dva dana kasnije Jugoslovenska kraljevska vojska je kapitulirala, a Sarajevo pada pod sastav ustaške Nezavisne Države Hrvatske i faktički je pod njemačkom okupacijom.
Izbijanjem antifašističkog ustanka u ljeto 1941. godine i pojavom Narodnooslobodilačkog pokreta, Sarajevo postaje jedan od centara ilegalnog partizanskog rada i djelovanja. Sarajevo istovremeno postaje i stjecište različitih njemačkih i drugih obavještajnih službi kojima je prevashodni cilj borba protiv Narodnooslobodilačkog pokreta čije se vodstvo sa glavninom oružanih jedinica nalazilo na teritoriji Bosne i Hercegovine.
10.961 ubijenih
U antifašističkoj borbi i ratu za oslobođenje zemlje od 1941. do 1945. godine, život je dalo 10.961 građana Sarajeva. Većina, (9.071) je palo žrtvom fašističkog terora. Među poginulim borcima u partizanskim redovima bilo je 1.890 Sarajlija: 1.125 je poginulo u oružanim partizanskim jedinicama, dok je 725, djelujući u samom gradu kao ilegalni partizanski borci, stradalo u ustaškim i njemačkim zatvorima i logorima.
U Drugom svjetskom ratu (1941-1945.) stanovništvo Sarajeva je više nego desetkovano. Po osnovu fašističkog terora stradalo je 10,6 posto građana Sarajeva. Sa poginulim borcima taj se procenat penje na 12,9 posto, što znači da je skoro svaki osmi stanovnik Sarajeva stradao, odnosno položio život tokom narodnooslobodilačkog rata.
Oslobođenje Sarajeva
U akciji oslobađanja Sarajeva, započetoj 28. marta 1945. godine, učestvuju drugi, treći i peti korpus Narodnooslobodilačke vojske Jugoslavije, 11. i 13. krajinska brigada, 18. srednjobosanska brigada, artiljerijska i tenkovska jedinica. Petog aprila 1945. godine, u Sarajevo ulazi elitna jedinica Narodnooslobodilačke vojske – 16. Muslimanska brigada Istočnobosanske divizije (formirana 21. septembra 1941. godine u Bukoviku kod Brčkog). Nakon višesatnih borbi partizani su ovladali jakim fašističkim uporištem u zgradi Vijećnice, a dan kasnije, 6. aprila 1945. godine, potpuno oslobađaju Sarajevo.
Oslobođenjem grada Sarajevo dobija status glavnog grada Narodne Republike Bosne i Hercegovine kao jedne od šest ravnopravnih federalnih jedinica u okviru Demokratske Federativne Jugoslavije. Samo 20 dana nakon oslobođenja, u Sarajevu se 26. aprila sastaje ZAVNOBiH na svom trećem zasjedanju, na kojem je prerastao u Narodnu skupštinu Bosne i Hercegovine. Od tada počinje ubrzani privredni, demografski i urbani razvoj Sarajeva. Po okončanju Drugog svjetskog rata, prve poslijeratne godine u Sarajevu su obilježene ubrzanom rekonstrukcijom i opravkom razorenih ulica i zgrada, te izgradnjom malih i jeftinih stanova sa neophodnom urbanom infrastrukturom. Mnogi objekti posebno stambene zgrade podizane su dobrovoljnim radom građana.
Prema prvom poslijeratnom popisu izvršenom 1948. godine na užem gradskom području Sarajeva, koje se tada sastojalo od opština Centar, Novo Sarajevo i Ilidža, živjelo je 111.087 stanovnika. Otvaranje novih industrijskih pogona i drugih privrednih kapaciteta i otvaranje različitih obrazovnih, naučnih i kulturnih institucija dovodi do stalnog porasta stanovništva Sarajeva i njegovog prostornog širenja daleko preko starih gradskih međa i maltarnica.
Grad Sarajevo je 1971. godine već brojao 359.448 stanovnika, a deset godina kasnije 448.519 stanovnika, dok je u aprilu 1991. godine u Sarajevu registrovano 527.049 stanovnika, od čega je na užem gradskom području (Stari Grad, Centar, Novo Sarajevo, Novi Grad i Ilidža) živjelo 429.672 stanovnika, a na širem području grada (Pale, Vogošća, Ilijaš, Hadžići i Trnovo) preostalih 97.377 stanovnika.