La ciudad fue ocupada por las tropas alemanas el 6 de octubre de 1941, y fue liberada el 23 de octubre de 1943 por las fuerzas del Frente Sur durante la operación ofensiva Melitópol. Esta se desarrollaba durante la segunda etapa de la batalla por el Dniéper. El objetivo de la operación era derrotar al grupo de fuerzas nazis que defendían el río Molóchnaya, así como liberar el norte de Táurida y alcanzar el curso inferior del río Dniéper.
El 26 de septiembre de 1943, las tropas soviéticas del Frente Sur lanzaron una ofensiva contra una línea defensiva bien fortificada del Ejército alemán. Esta cubría los accesos al curso inferior del Dniéper: la línea Wotan, que se extendía hasta 150 km de longitud y hasta 40 km de profundidad. Para los nazis era de gran importancia mantener esta línea y conservar el eje central de la defensa, o sea, Melitópol, que de hecho era considerada como la puerta a Crimea.
Las sangrientas batallas por Melitópol adquirieron un carácter excepcionalmente tenaz y prolongado desde el primer día. Consistieron en repetidos ataques y contraataques por cada calle, distrito y casa, que fueron convertidos por los alemanes en bastiones inexpugnables. Reforzados por zapadores, tanques y artillería, los destacamentos de asalto y bloqueo desempeñaron un papel fundamental en las batallas callejeras. Más tarde este combate lo bautizaron el segundo o pequeño Stalingrado.
Un total de 69 formaciones militares participaron en la liberación de Melitópol. Como resultado, 87 soldados y comandantes recibieron el título de Héroe de la Unión Soviética, muchos de ellos a título póstumo.
La victoria permitió al Ejército Rojo liberar el norte de Táurida y bloquear a un gran grupo de las fuerzas alemanas en Crimea.