Spontaniczna obrona Trzemeszna od chwili wybuchu II wojny światowej dla mieszkańców oznaczała odejście władz administracyjnych i samorzutne powołanie Obrony Narodowej. 2 września 1939 roku burmistrz Trzemeszna adwokat Kazimierz Jarosław Szymański powołał ON na Trzemeszno-miasto, a wójt Bolesław Wojciech Jan Zawalicz-Mowiński na Trzemeszno-wieś. Dowództwo całości objął oficer rezerwy Zawalicz-Mowiński. Dowodził formacją do czasu opuszczenia miasta przez urzędników państwowych. Burmistrz i wójt opuścili miasto nocą z 6 na 7 września. Komendantem został mistrz rzeźnicki, podoficer rezerwy Andrzej Marchlewicz. Potrzebą było utrzymanie porządku w mieście i ochrona przed napaścią ze strony niemieckich kolonistów. Formację złożoną z ochotników podzielono na dwa pododdziały, porządkowy w mieście i patrolowania okolicy. Na drogach wylotowych ustawiono barykady. Zbliżającemu się wrogowi stawiono zbrojny opór.
Gdy zasięgnięto wiedzę o nadciąganiu regularnej armii niemieckiej wydano rozkaz wycofania. Niemcy, po wkroczeniu do miasta aresztowali mężczyzn, zaś obrońców bez wyroków rozstrzelali. Po wojnie rodziny zamordowanych i organizacje kombatanckie przy wsparciu lokalnych władz upamiętnili miejsca kaźni. Poległych pochowano na cmentarzach w Trzemesznie, gdzie postawiono pomordowanym pomnik, oraz Kruchowie. Upamiętniono także miejsca kaźni w Kociniu, Kamieńcu, Niewolnie, Wydartowie i Wymysłowie. W Kozłowie, w miejscu kaźni sołtysa przed jego własnym domem, odsłonięto w 2016 roku pomnik pamięci.
Wkroczenie wojsk niemieckich rozpoczęło wieloletnią okupację, w której niszczono ślady polskości. Na trzemeszeńskim cmentarzu parafialnym 19 listopada 1939 roku rozebrano Mauzoleum powstańców wielkopolskich 1918-1919. Trumny ze szczątkami powstańców przeniesiono do przygotowanego uprzednio dołu, a teren wyrównano. Władze niemieckie zlikwidowały polskie instytucje, działalność towarzystw, Polakom odebrano bibliotekę, księgarnię i kino. Do niemieckich instytucji Polacy otrzymali zakaz wstępu. Zamknięto polskie szkoły. Mieszkańców wywożono do Niemiec na przymusowe roboty, przekwaterowywano do pracy w okolicznych gospodarstwach, i eksmitowano z zajmowanych mieszkań. Zmieniono nazwy ulic na Adolf Hitler Platz itp. Zamknięte kościół i gimnazjum zamieniono na magazyny wojskowe, które uchodząc 21 stycznia 1945 roku podpalono.
Pomimo szykan lokalna społeczność stawiała okupantowi opór. Jesienią 1939 roku powstała w mieście Wielkopolska Organizacja Wojskowa, w 1940 roku Tajna Organizacja Narodowa, a rok później ogniwa Szarych Szeregów, Związku Walki Zbrojnej i Armii Krajowej. Wielu ówczesnych bohaterów za Ojczyznę oddało życie.
Wkroczenie 22 stycznia 1945 roku wojsk radzieckich złagodziło sytuację. Spontaniczną radość z zakończenia okupacji zmąciły rządy autorytarne nowej administracji. Nowe prawa i ideologia ograniczały swobodę obywateli. Żywiołowo powstające organizacje społeczne uległy rozwiązaniu bądź centralizacji. Przez lata wymazywano z powszechnej świadomości fakt popełnienia zbrodni na polskich oficerach w Katyniu, Charkowie, Miednoje, Ostaszkowie i innych miejscach sowieckiej kaźni. Na wykazach zabitych odnajdujemy tam nazwiska trzemesznian.
Zmieniono nazwy ulic na Józefa Stalina itp. Mieszkańców przeciwstawiających się nowemu porządkowi nierzadko przetrzymywano w celach miejscowego sądu.
Na placu przed kościołem 2 maja 1945 roku postawiono pomnik upamiętniający miejsce pochówku 17 żołnierzy sowieckich. Po kilku latach ich szczątki ekshumowano, przenosząc do innego miasta.
W dniu 8 marca 2016 roku symboliczny już obelisk przeniesiono w godne miejsce. Odnowiony staraniem Gminnego Komitetu Ochrony Pamięci Walk i Męczeństwa, umiejscowiono przy jednej z alei cmentarza parafialnego w Trzemesznie.
Trzemeszno, ówcześnie największe miasto funkcjonujące w obrębie powiatu mogileńskiego, w latach 1954 i 1968 doświadczyło ograniczających je zmian granic administracyjnych. Zlikwidowano sąd, nie podejmowano inwestycji przemysłowych. W efekcie zahamowany wzrost ludności zmienił tendencje dopiero w latach 70. Wybudowano zakład przemysłowy „Izopol”, osiedle bloków mieszkalnych, utworzono izbę porodową, wybudowano nowy gmach szkoły podstawowej, uruchomiono młodzieżowe schronisko turystyczne. Jednakże miasto nie odzyskało statusu największego.