Latem 1941 roku, niedługo po wybuchu wojny niemiecko-radzieckiej, Brygada Kawalerii SS przeprowadziła na Polesiu szeroko zakrojoną akcję eksterminacyjną. Jej ofiarą padło prawdopodobnie od 24 tys. do 30 tys. mężczyzn, kobiet i dzieci, w większości Żydów. Był to jeden z przełomowych momentów w historii Zagłady, gdyż to wtedy jednostki SS przystąpiły po raz pierwszy do systematycznego mordowania wszystkich Żydów bez względu na wiek i płeć.
Po II wojnie światowej i przymusowej zmianie granic państwowych Polsce zwrócono jedynie niewielki skrawek byłego województwa poleskiego, na reszcie terytorium pozostał stan taki, jaki był w okresie okupacji w roku 1940. Przy Polsce pozostał także fragment Polesia, który przed II wojną światową położony był w województwie lubelskim (tzw. Polesie Zachodnie lub Lubelskie z Włodawą i Białą Podlaską). Dziś stanowi pogranicze Białorusi i Ukrainy i częściowo Polski.
W 1986 roku w pobliżu miasta Prypeć, nastąpiła katastrofa w czarnobylskiej elektrowni jądrowej, w wyniku której część wschodniego Polesia została zamknięta i wyłączona z