Podczas okupacji hitlerowskiej, 12 maja 1941 roku Niemcy utworzyli getto dla żydowskich mieszkańców. Przebywało w nim około 2200 Żydów. W 29 października 1942 zostali wywiezieni do obozu zagłady Treblinka II i tam zamordowani. W 1943 powstała kompania AK Tarłów, o kryptonimie Próg. W czasie okupacji w Tarłowie i okolicach miały miejsce masowe egzekucje. W 1944 w rejonie Tarłowa toczyły się walki o przyczółek baranowsko-sandomierski. Do walki z Niemcami przystąpiły także miejscowe oddziały Armii Krajowej.
W latach powojennych Tarłów był siedzibą gminy, początkowo w województwie kieleckim, a od 1975 w województwie tarnobrzeskim. Od 1999 Tarłów administracyjnie należy do powiatu opatowskiego, w województwie świętokrzyskim.
Osoby związane z Tarłowem Stanisław Ładyka (ur. 1 stycznia 1928, zm. 24 sierpnia 2012 w Tarłowie) – profesor ekonomii, specjalista z dziedziny żeglugi i handlu zagranicznego, rektor Wyższej Szkoły Ekonomicznej w Sopocie i współtwórca Uniwersytetu Gdańskiego