1 września 1939 r. Niemcy zaatakowały Polskę. Niepomyślny przebieg walk spowodował, że wojska niemieckie podeszły pod Włocławek już 9 września. Miasto było bronione przez oddziały generała Juliusza Drapelli. Ostatecznie Włocławek został zajęty przez Niemców 14 września 1939 r.
Wkrótce po zajęciu miasta rozpoczęły się represje wobec ludności polskiej. 7 października 1939 r. rozpoczęto aresztowania księży. Z diecezji włocławskiej w obozach koncentracyjnych zginęło 224 księży, w tym biskup Michał Kozal. Pod pretekstem przygotowań do rozpoczęcia roku szkolnego 26 października 1939 r. Niemcy zgromadzili nauczycieli, z których aresztowano 119. W sumie, w ciągu całej wojny zgładzono 217 nauczycieli szkół włocławskich. 11 listopada 1939 r. okupanci wymordowali uwięzionych wcześniej przedstawicieli miejscowej elity, wśród nich prezydenta miasta Witolda Mystkowskiego. W pierwszych dwóch dniach grudnia 1939 r. zniszczono i spalono dzielnicę Grzywno, aresztując i mordując jej mieszkańców.
Miasto — przemianowane na Leslau — wraz z Kujawami zostało wcielone do III Rzeszy jako część Kraju Warty. W trakcie okupacji realizowano politykę zacierania śladów polskości, likwidowano polskie szkoły, niszczono bądź rabowano dobra kultury. Prowadzono akcję wysiedlania Polaków, która trwała do końca 1944 r. Plany Niemców przewidywały przekształcenie Włocławka w dwustutysięczne miasto, zasiedlone przybyłymi osadnikami głównie z terenów Rzeszy i krajów bałtyckich.
Nie mniej tragiczny był los ludności żydowskiej. Już 24 września 1939 r. podpalono dwie synagogi, bożnicę oraz kilka budynków mieszkalnych. Następnie rozpoczęto aresztowania, które objęły ponad 1000 osób. Jeszcze jesienią 1939 r. przystąpiono do deportacji Żydów do Generalnego Gubernatorstwa. W utworzonym we Włocławku getcie zgromadzono pozostałą ludność żydowską z terenu miasta i powiatu. Gehenna Żydów trwała do końca kwietnia 1942 r., kiedy to pozostałych przy życiu zamęczono w obozie w Chełmnie nad Nerem, a getto podpalono, zacierając ślady zbrodni.
Pomimo, że działalność konspiracyjna na ziemiach wcielonych do Rzeszy była bardzo trudna, ruch oporu zaczął kształtować się jesienią 1939 r. Na terenie Włocławka powstały: Grunwald, Komenda Obrońców Polski, Polska Organizacja Zbrojna Znak, Bojowa Organizacja Ludowa. W tym samym czasie utworzono konspiracyjne harcerstwo oraz struktury tajnego nauczania. W marcu 1940 r. zawiązała się największa samodzielna organizacja konspiracyjna Włocławka Kujawski Związek Polityczno-Literacki. Już od stycznia 1940 r. powstawał w mieście Inspektorat Związku Walki Zbrojnej — późniejszej Armii Krajowej. Obok wymienionych organizacji, na terenie miasta w latach 1940–1944 działały jeszcze: Narodowa Organizacja Wojskowa, Związek Jaszczurczy, Narodowe Siły Zbrojne oraz Miecz i Pług.
