4 września 1939 r. miasto znalazło się pod okupacją żołnierzy Wehrmachtu, czyli niemiecką, a następnie przyłączono je bezpośrednio w granice III Rzeszy z naruszeniem prawa międzynarodowego. Niemcy rozpoczęli systematyczną akcję wyniszczania kultury żydowskiej (m.in. spalili synagogę) i polskiej. 26 września 1941 r. na terenie Andrychowa utworzyli getto. Przebywało w nim ok. 1000 Żydów. Zostało zlikwidowane w listopadzie 1943 r.; kobiety i dzieci zostały wywiezione do obozu Auschwitz-Birkenau, a mężczyźni do obozu pracy przy Hucie Batory w Chorzowie.
Okupację niemiecką Andrychowa zakończyło 27 stycznia 1945 roku zajęcie miejscowości przez wojska 38 Armię 4 Frontu Ukraińskiego Armii Czerwonej. Walki o miasto trwały od 25 stycznia i zakończyły się jego zajęciem przez wojska radzieckie. Andrychów został ponownie przyłączony do województwa krakowskiego.
W okresie Polski Ludowej w Andrychowie odbudowywano fabryki i się szybko uprzemysłowiło (m.in. Andrychowskie Zakłady Przemysłu Bawełnianego, Wytwórnia Silników Wysokoprężnych, Andrychowska Fabryka Maszyn).