В период Великой Отечественной войны Витебск был разрушен на 80%. Оккупация город немецко-фашистскими захватчиками продлилась с 11 июля 1941 г. по 26 июня 1944 года. После освобождения от немецкой оккупации сохранилось лишь 7% предвоенного жилого фонда. За годы оккупации в городе уничтожено 43920 жителей, убито, замучено военнопленных – 76000 человек. Осталось в живых 118 человек из 180000 населения. Вскоре после войны Витебск посетили представители союзников – американцы. Увидев разрушенные улицы города, они выразили мнение о невозможности его восстановления: «Это мертвый город. Ему пришел конец. Нет такой силы, которая вернула бы ему жизнь». Однако, город начал оживать. Его жители стали возвращаться из эвакуации, из партизан. Началось восстановление Витебска.

Во время немецкой оккупации некоторые храмы города снова открыли, например, Покровский храм, который в тогда же был освещен в честь Казанской иконы Божией Матери. В послевоенные советские годы оставалась единственным действующим православным храмом города. Не стала исключением и Свято-Покровская церковь. В августе 1941 года, сюда были перенесены мощи святой Евфросинии Полоцкой, хранившиеся до этого в городском музее атеизма (находился в здании костёла св. Антония Падуанского). Мощи св. Евфросинии находились в Покровской церкви до 22 октября 1943 года, когда они были перенесены в полоцкий Софийский собор. Во время военных действий здание церкви пострадало: были повреждены башни, уничтожен купол, и разрушена крыша. В послевоенные годы здание не восстанавливали, но и не разрушали — это постепенно делало время. 

Во время освобождения Витебска от фашистских захватчиков Николаевский собор, как и Свято-Духовская церковь, Благовещенская церковь, костел Святой Варвары, серьёзно пострадал от снарядов советских войск. Были разрушены колокольни, что хорошо видно по фотографиям, сделанным во время оккупации и после освобождения города. По послевоенной оценке собор был разрушен на 40—50%. После войны в Николаевском соборе размещался склад отдела социального обеспечения. В 1949 году здание храма не было включено в списки памятников архитектуры.

1942-конец Великой отечественной войны - в Витебской епархии действовали 30 храмов.