Вечером 22 июня 1941 года на острове стало известно о нападении фашистской Германии на Советский Союз и о начале Великой Отечественной войны. И хотя Северный Сахалин почти всю войну оставался глубоким тылом, люди и здесь трудились на победу. В экспозиции представлен макет нефтепровода Оха—Софийское-на-Амуре, построенного в холодную зиму 1941—1942 годов. Он сыграл важную роль в обеспечении топливом Дальнего Востока и Восточной Сибири. Фотографии и документы экспозиции рассказывают о тяжелом и упорном труде сахалинских нефтяников, шахтеров, рыбаков. Среди них — Г.Т.Подшивайлов, Н.Т.Волков, И.К.Красюков, Ф.И.Ильин. На одном из снимков женская бригада на нефтепромысле. Женщины заменяли мужчин на рабочих местах. В витрине находятся фотография и документы одной из них, Ксении Семеновны Бородиной, работавшей бригадиром полеводов в совхозе “Красная Тымь” и проводившей на фронт пятерых сыновей и мужа.

Далее расположен экспозиционный комплекс, посвященный сахалинцам, сражавшимся на фронтах. В нем имеются документы, личные вещи, письма фронтовиков, среди которых Н.Д.Грищенко, М.Р.Хасаншин, С.Е.Валентеев. Мужественно сражаясь с врагом, сахалинцы внесли свой вклад в дело победы. На фотографии, завершающей эту экспозицию, митинг в Александровске-Сахалинском в честь победы 9 мая 1945 года.

В августе 1945 года Сахалин превратился из глубокого тыла в арену боевых действий, когда советские десантные войска перешли границу и высадились в южные порты. Фотографии и документы в начале экспозиции свидетельствуют о Тегеранской 1943 года и Ялтинской 1945 года конференциях, где СССР взял на себя обязательство вступить в войну с Японией. Хотя основные события развернулись в Маньчжурии, Южно-Сахалинская и Курильская операции также имели очень важное значение. Схемы в экспозиции показывают направления основных ударов советских войск. Рядом портреты Героев Советского Союза С.Т.Юдина, Г.Г.Светецкого, П.Н.Сидорова, а Л.В.Смирных и А.Е.Буюклы получили это звание посмертно. Фотографии и документы рассказывают о высадке морских десантов в японские порты Эсуторо, Маока, Отомари и связанных с этим кровопролитных боях. Далее вещи и документы участников сражений подполковника Д.Т.Сердюка и М.Г.Додонова. 25 августа бои на Сахалине завершились, и территория, утраченная в 1905 году, была возвращена России.

Продолжают экспозицию материалы, посвященные Курильской десантной операции, занимающей особое место в действиях советских войск на Дальнем Востоке. Среди экспонатов — схемы операций, советское и трофейное оружие. Япония имела на Курилах многочисленные гарнизоны. 18 августа советские войска высадились на острове-крепости Шумшу. Превосходство в силах было на стороне врага. В тяжелых боях, продолжавшихся пять дней, воины проявили массовый героизм. На фотографиях изображены матросы Н.А.Вилков и П.И.Ильичев, командир передового отряда майор П.И.Шутов, старшина В.И.Сигов и многие другие. 23 августа сопротивление японцев было сломлено. Гарнизоны остальных островов сдались без боя. К 1 сентября вся территория будущей Сахалинской области была освобождена. Завершает экспозицию фотография, запечатлевшая подписание акта о капитуляции Японии на борту американского линкора “Миссури” 2 сентября 1945 года. Так завершилась Вторая мировая война.