Toisen maailmansodan syttyminen syyskuussa 1939 muutti ihmisten arkielämää Torniossakin. Määrättiin työvelvollisuudesta, perustettiin kansanhuoltolautakunta ja ensimmäiset elintarvikekortit otettiin käyttöön. Miesväki osallistui ylimääräisiin kertausharjoituksiin ja jotkut linnoitustöihin Karjalan kannaksella.
Suomi joutui sotaan marraskuun lopussa, kun talvisota syttyi. Suurin osa torniolaissotilaista siirrettiin Suomussalmen rintamalle. Torniolaisia taisteli myös Sallassa ja Kannaksella.
Jatkosodan hyökkäysvaiheessa kesällä 1941 torniolaisten pääosa taisteli ensin Sallassa, sitten Suomussalmella. Asemasodan aikana 1942–1944 he olivat Maaselän kannaksella Itä-Karjalassa, josta joutuivat perääntymään Neuvostoliiton suurhyökkäyksen alettua kesällä 1944. Kaikkiaan talvi- ja jatkosodassa kaatui lähes 60 torniolaista.
Kaupunki säästyi talvi- ja jatkosodan aikana pommituksilta. Elämä oli silti hankalaa etenkin jatkosodan aikana, kun tarvike- ja ruokapula pahenivat ja Haaparannan kauppiaidenkin varastot alkoivat tyhjentyä. Satoja saksalaissotilaita oli majoitettuna kaupunkiin, ja saksalaiset myös rakensivat Pikku-Berliiniksi kutsutun suuren varastoalueen Torppiin.
Tornio joutui sotatoimialueeksi Lapin sodan aikana syksyllä 1944, kun jouduttiin sotaan entisiä aseveljiä saksalaisia vastaan. Yksi sodan ratkaisuista oli Röyttän maihinnousu lokakuun 1. päivänä. Sen valmistelut onnistuttiin pitämään salassa, ja joukkoja ja kalustoa saatiin kuljetettua niin paljon, että seuranneen Tornion taistelun lopputuloksena saksalaiset ajettiin perääntymään jokivartta pitkin kohti pohjoista.