Pierwszego dnia powstania warszawskiego, 1 sierpnia 1944 roku, teren uczelni zajęli powstańcy z batalionu „Golski”. 3, 5 i 15 sierpnia Niemcy przeprowadzili nieudane ataki na polskie pozycje. Szturm generalny na Politechnikę nastąpił z kilku stron 19 sierpnia. Po zaciętych walkach Polacy zostali zmuszeni do wycofania się tunelem na drugą stronę ulicy Noakowskiego, która stanowiła linię frontu do kapitulacji powstania. Powstańcy utrzymali również Gmach Wydziału Architektury, w którym do końca powstania mieściło się dowództwo batalionu „Golski” i szpital powstańczy.
Politechnika została reaktywowana w 1945 roku. W pierwszych miesiącach tego roku zajęcia były prowadzone w Lublinie, a jesienią uczelnia wznowiła działalność w Warszawie. W 1945 roku stopień zniszczenia jej budynków, instalacji i urządzeń laboratoryjnych szacowano na ponad 70%.
W 1951 do Politechniki została włączona Szkoła Inżynierska im. Hipolita Wawelberga i Stanisława Rotwanda. W 1967 roku uczelnia utworzyła Filię w Płocku, co było związane z dynamicznym rozwojem w tej części Mazowsza m.in. przemysłu petrochemicznego, produkcji maszyn rolniczych oraz budownictwa.