В 1932 на У. было введено областное административно-территориальное деление и образованы Харьковская, Киевская, Днепропетровская, Винницкая, Одесская, Донецкая и Черниговская области. В 1937 было образовано ещё 4 области, в 1938 — 1 область, в 1939 — 8 областей. Всего на У. в 1941 было 23 области (см. ст. Область ).
Во 2-й пятилетке (1933—37) в экономике У., как и всей страны, полностью победил социалистический сектор (в 1936 — 99,8% промышленной и 97,7% с.-х. валовой продукции). Валовая продукция машиностроительной промышленности У. выросла почти в 3 раза, выплавка чугуна увеличилась на 117%, стали — на 165%. Были введены в действие 35 доменных и мартеновских печей, построены металлургические заводы «Азовсталь» (см. Ждановский завод «Азовсталь» ), «Запорожсталь», Новокраматорский машиностроительный завод и др. Поднялось благосостояние трудящихся. Зарплата рабочих и служащих в 1933—36 увеличилась в 2, а денежные доходы колхозников — в 1,8 раза. В годы 2-й пятилетки на высший уровень поднялось социалистическое соревнование. В 1935 по инициативе донецкого шахтёра А. Г. Стаханова возникло стахановское движение. Появилось движение пятисотниц (колхозниц, выращивавших по 500 и более центнеров сахарной свёклы с 1 га ). Инициаторами его выступили М. В. Гнатенко, М. С. Демченко , А. Д. Кошевая. Высокой производительностью труда прославилась трактористка П. Н. Ангелина . Соревновались за выполнение и перевыполнение планов рабочие Москвы и Харькова, колхозники Киевщины и Подмосковья и многих др. Огромны были успехи в осуществлении культурной революции.
У. стала республикой сплошной грамотности. В 1937 в общеобразовательных школах обучалось более 5 млн. детей, в вузах было свыше 100 тыс. студентов. Были созданы кадры украинской советской интеллигенции. Больших успехов достигли наука, литература и искусство.
Глубокие изменения, происшедшие в экономике и классовой структуре, были законодательно закреплены в новой конституции Украинской ССР, принятой Чрезвычайным 14-м съездом Советов УССР (1937). На У., как и во всей Советской стране, в основном был построен социализм. Сложился колхозный строй. В ходе социалистического строительства сформировалась украинская социалистическая нация. В 1940 валовая продукция промышленности У. превысила уровень 1913 в 7,3 раза, тяжёлая промышленность — более чем в 10, угольная — в 3,7, чёрная металлургия — в 5,2 раза; производство электроэнергии увеличилось в 23 раза. У. являлась основной угольно-металлургической базой СССР. В 1940 она давала 64,7% общей выплавки чугуна в СССР, 48,8% стали, 67,6% добычи железной руды, 50,5% угля, 74,5% кокса. Доля У. в сборе зерна по стране составляла 25%, сахарной свёклы 73%, кукурузы 50%. В 1940 на У. было 1227 МТС, 28 637 колхозов, 929 совхозов. За годы пятилеток число рабочих и служащих на У. увеличилось с 2,3 млн. чел. в 1928 до 6,6 млн. чел. в 1940, то есть почти в 3 раза. Индустриализация вызвала рост старых городов и появление новых (Горловка, Константиновка, Макеевка, Марганец, Краматорск, Донецк и др.). Шло быстрое благоустройство городов. Менялись облик украинского села (повсеместно появились школы, клубы, библиотеки), быт, нравы и психология крестьянства, в которых всё более проявлялись социалистические черты.
В то время как трудящиеся У. в братской семье советских республик успешно строили социализм, их единокровные братья в Западной У., на Северной Буковине и в Закарпатье угнетались иностранной буржуазией и помещиками. Правительства буржуазной Польши, Чехословакии и боярской Румынии тормозили развитие производительных сил в западно-украинских землях, превратив их в свои аграрно-сырьевые придатки. Большинство предприятий имело полукустарный характер. Положение трудящихся было очень тяжёлым. Социальный гнёт и политическое бесправие дополнялись национальным гнётом. С польскими властями сотрудничали украинские буржуазные националисты, создавшие ряд своих организаций, в частности «Организацию украинских националистов» (ОУН).
В начале 2-й мировой войны 1939—45 Польша была оккупирована фашистской Германией. Советское правительство взяло под свою защиту жизнь и имущество населения Западной У. 17 сентября 1939 Советская Армия вступила на территорию Западной У. Избранное трудящимися Народное собрание 27 октября утвердило Декларацию об установлении Советской власти в Западной У. и постановило просить Верховный Совет Союза ССР о принятии её в состав СССР и воссоединении с УССР; 28 октября была принята Декларация о конфискации помещичьих земель, национализации банков и крупной промышленности в Западной У. Внеочередная 5-я сессия Верховного Совета СССР 1 ноября приняла закон о включении Западной У. в состав СССР и воссоединении её с УССР. Внеочередная 3-я сессия Верховного Совета УССР 14 ноября утвердила закон о принятии Западной У. в состав УССР. В июне 1940 мирным путём был решен вопрос о возвращении Румынией Советскому Союзу Бессарабии и передаче ему Северной Буковины. 2 августа 1940 7-я сессия Верховного Совета СССР приняла закон о включении Северной Буковины, Хотинского, Аккерманского и Измаильского уездов Бессарабии в состав УССР. Опираясь на социалистическую экономику Советской страны, трудящиеся воссоединённых западно-украинских земель сразу же приступили к широким социалистическим преобразованиям.
У. в годы Великой Отечественной войны 1941—45. С первых дней войны территория У. стала ареной упорных боев с немецко-фашистскими захватчиками. Из районов, которым угрожало вторжение врага, вывозились на восток заводы и фабрики, научные учреждения и вузы, оборудование и имущество МТС, колхозов и совхозов. С У. было эвакуировано свыше 550 крупных предприятий (с июля по октябрь 1941) и 3,5 млн. чел. Создавались партийно-комсомольское подполье и партизанские отряды. Ожесточённые бои завязались в июле 1941 под Киевом (см. Киевская оборонительная операция 1941 ) и в начале августа под Одессой (см. Одесская оборона 1941 ). Героическая оборона Киева и Одессы помогла Советской Армии сорвать вражеский план молниеносного наступления на Москву, Крым и Кавказ. Большое значение в борьбе с врагом имела Севастопольская оборона 1941—42 . В результате летнего наступления 1942 немецко-фашистским войскам удалось оккупировать всю территорию У. Захватив У., гитлеровцы расчленили её. Между Бугом и Днепром было создано румынское генерал-губернаторство «Транснистрия», часть западных областей У. под названием дистрикт «Галиция» передана в состав генерал-губернаторства польских земель. Остальная территория У., за исключением прифронтовых районов (Донбасс и некоторые др.), находилась под властью так называемого рейхскомиссариата. Везде был установлен террористический режим. За время оккупации фашисты уничтожили на У. около 5 млн. чел. и свыше 2 млн. чел. вывезли на работы в Европу. Участие в этих злодеяниях принимали украинские буржуазные националисты, создавшие вооружённые банды. С немецко-фашистскими оккупантами активно сотрудничало руководство униатской церкви во главе с митрополитом А. Шептицким.
Ни массовые убийства, ни террор не сломили волю украинского народа к борьбе. Летом 1941 на У. началось партизанское движение. На Сумщине действовали отряды С. А. Ковпака , С. В. Руднева , А. Н. Сабурова , на Черниговщине — Н. Н. Попудренко и А. Ф. Федорова . Летом 1942 был создан Украинский штаб партизанского движения. В условиях фашистского террора борьбу с оккупантами вели многочисленные подпольные организации [«Молодая гвардия» — г. Краснодон Ворошиловградской области, «Народная гвардия» — Львов, «Партизанская искра» — село Крымка Одесской (ныне Николаевской) области и др.]. Свыше 500 тыс. чел. участвовало на У. в партизанском и свыше 100 тыс. — в подпольном движении.