Численность промышленных рабочих в стране за мирные годы 3-й пятилетки выросла с 7,9 до 8,3 млн человек (на 5 %), количество строителей осталось на уровне 1937 г. (1,9 млн), транспортники увеличили свои ряды с 1,9 до 2,4 млн (на 26,3 %). Общее число рабочих в этих ведущих отраслях народного хозяйства с 1937 по 1940 г. выросло с 11,6 до 12,6 млн человек (на 8,6 %). Большую роль для качественного пополнения рабочего класса стала играть созданная в 1939 г. система трудовых резервов, позволявшая готовить значительно более квалифицированных рабочих по сравнению с прежней системой индивидуальной подготовки и краткосрочного обучения в системе ФЗУ.
Поистине жертвенный труд народа обеспечил увеличение выпуска промышленной продукции в 1940 г. на 45 % по сравнению с 1937 г. Ежегодный прирост всей промышленной продукции в мирные годы 3-й пятилетки составлял в среднем 13 %, а оборонной — 39 %. Опасность близившейся войны требовала всемерного развертывания работы предприятий военно-промышленного комплекса. Наркомат оборонной промышленности СССР, созданный в 1936 г., в январе 1939 г. был разделен на четыре самостоятельных общесоюзных наркомата: авиационной промышленности (руководители: М. М. Каганович, А. И. Шахурин), судостроительной промышленности (И. Ф. Тевосян, И. И. Носенко), вооружения (Б. Л. Ванников, Д. Ф. Устинов), боеприпасов (И. П. Сергеев, П. Н. Горемыкин). На укрепление отрасли военной промышленности были брошены все силы и средства, часто в ущерб остальным отраслям. Например, в 1939 г. Ростсельмаш выполнил свое годовое плановое задание на 80 %, но в том числе план по военной продукции — на 150 %. Однако опыт войны в Испании показал, что советские истребители И-16 и танки БТ-5 с появлением у немцев истребителя «Мессершмитт-109» и танков Т-3 устарели. Надо было срочно ликвидировать отставание.
Развитию авиационной промышленности во многом способствовала деятельность ЦАГИ (научный руководитель С. А. Чаплыгин). В 1940 г. институт был подвергнут новой реконструкции. Из опытно-конструкторского бюро, в недавнем прошлом возглавлявшегося А. Н. Туполевым, выделились самостоятельные конструкторские бригады во главе с В. М. Петляковым, А. А. Архангельским, П. О. Сухим, В. М. Мясищевым. Были созданы новые конструкторские бюро под руководством А. И. Микояна, М. И. Гуревича, С. А. Аавочкина, М. И. Гудкова, В. П. Горбунова. В области моторостроения наряду с действовавшими конструкторскими бюро А. Я. Климова, А. А. Микулина, А. Д. Шевцова стали работать коллективы С. К. Туманского, Е. В. Урмина, А. Д. Чаромского и др. Деятельность этих и других конструкторских бюро содействовала укреплению оборонного потенциала СССР.
В конце 30-х — начале 40-х гт. страна осваивала производство новых видов военной техники, превосходивших зарубежные аналоги: танк Т-34 (конструкторы М. И. Кошкин, А. А. Морозов, Н. А. Кучеренко), тяжелый танк «Клим Ворошилов» (Ж. Я. Котин), реактивный миномет БМ-13 (А. Г. Костиков, Ю. А. Победоносцев, И. И. Гвай и др.), штурмовик Ил-2 (С. В. Ильюшин). В серийное производство были запущены верно служившие в годы войны истребители Як-1 (конструктор А. С. Яковлев), МиГ-3 (А. И. Микоян, М. И. Гуревич), ЛаГГ-3 (С. А. Лавочкин, М. И. Гудков, В. П. Горбунов), скоростной пикирующий бомбардировщик Пе-2 (В. М. Петляков). Хорошо зарекомендовали себя в годы войны артиллерийские орудия и минометы, созданные в 30-е г. В. Г. Грабиным, И. И. Ивановым, Ф. Ф. Петровым, автоматическое оружие В. А. Дегтярева и Ф. В. Токарева.
Широкое применение в танко- и судостроении, в изготовлении многих других металлоконструкций получили созданные в 1939 г. в институте электросварки АН УССР под руководством Е. О. Патона аппараты скоростной автоматической электросварки под слоем флюса. На вооружение Красной Армии приняты системы для радиообнаружения самолетов и определения расстояния до них, разработанные под руководством Ю. Б. Кобзарева (РУС-1) и А. Б. Слепушкина (РУС-2). В 1940 г. создан первый отечественный гидролокатор «Тамир». Показателем успешного продвижения ученых и техников СССР в области ракетостроения является состоявшийся 28 февраля 1939 г. первый полет (летчик-испытатель В. П. Федоров) на экспериментальном одноместном ракетоплане с жидкостным ракетным двигателем конструкции С. П. Королева.