Великая отечественная война, как ни странно, дала развитию Каменск-Уральского еще один мощный толчок. Кровавые бои до этих территорий не докатились. Зато вся промышленность из вовлеченных в военные действия земель была эвакуирована преимущественно на Урал. Так, Каменск-Уральский принял ряд промпредприятий из Ленинграда, Тулы, Москвы, Днепропетровска, Таганрога, Запорожья, Макеевки и других промышленных городов СССР.
Эвакуация позволила в несколько раз увеличить мощность имеющихся в Каменске-Уральском предприятий. Также было создано ряд новых метпредприятий по обработке цветных металлов. В основном заводы работали на нужды военной промышленности. За годы войны выпуск продукции в городе вырос в 8,7 раза.
В поствоенные годы Каменску-Уральскому удалось удержать наращенный промышленный потенциал. В это время облик города изменился еще более кардинально. С 1950 по 1960 года жилой фонд города увеличился более чем в 2 раза – до 810 тыс. кв. м. Вырастали не только новые дома, но и целые кварталы и поселки. Самым крупным их них являлся поселок алюминщиков, возникший на Красной горке. В связи с интенсивной застройкой было принято решение переместить центр города на левобережье Каменки. Здесь же, на пересечении проспекта Победы и улицы Ленина, вскоре возвели комплекс административных и жилых зданий, а также объектов соцкультбыта. С 1939 по 1959 года население города возросло почти в 2,8 раза – до 141 тыс. человек.
В 1960 году началась газификация Каменск-Уральского. В начале 60-х годов также в городе открыли Дворец школьников и Дворец культуры «Юность». В 1969 году в Каменск-Уральском появился Дом Культуры «Металлург». Большим культурным центром также стал Дом политического просвещения, известный в наше время как Социально-культурный центр.