Avec l'arrivée au pouvoir des nationaux-socialistes, Wiesbaden est redevenue un site militaire : En octobre 1936, le commandement général du XIIe corps d'armée s'installe à Wiesbaden. Corps d'armée ainsi que le troisième bataillon du régiment d'infanterie 38 s'installèrent à Wiesbaden. Sur l'ancien terrain d'exercice de la Schiersteiner Straße, la "caserne Ochamps" fut inaugurée en décembre 1937. D'autres casernes, comme le Réduit, furent également réactivées et agrandies afin de pouvoir accueillir de nouvelles unités. En 1936, la Luftwaffe transforma l'aéroport d'Erbenheim en base aérienne. Peu après sa prise de pouvoir en 1933, le régime commença déjà à se préparer à une future guerre aérienne.

Un service central d'organisation de la protection aérienne civile a été mis en place au 24 de la Dotzheimer Straße. Peu après l'invasion de la Pologne, un bunker en hauteur fut construit, en plus d'un bunker profond, aux sources de la Kaiser-Friedrich-Platz et du système de galeries transformé en bunker de la Coulinstraße, dans l'actuelle Friedrich-Ebert-Allee 8, sur le terrain d'un terrain de sport. En mai 1940, un autre abri antiaérien provisoire pouvant accueillir 1 400 personnes fut construit à proximité immédiate de la maison thermale. Dans le cadre de la mobilisation, la plupart des bâtiments scolaires ont été réquisitionnés et les salles de sport ont été transformées en entrepôts pour les denrées alimentaires ; un enseignement régulier n'a été possible qu'au prix de grands efforts entre 1941 et 1944.

Les installations des hôpitaux municipaux et de l'assistance sociale ont été réaffectées à des hôpitaux militaires ou à l'assistance aux victimes de la guerre. Au début de la guerre, l'Office des dommages de guerre, appelé depuis 1942 Office de la Wehrmacht et des dommages de guerre, a été créé. Les grands hôtels ont parfois été entièrement occupés par l'armée et son administration. Des campagnes de dons pour la Wehrmacht et les institutions sociales comme la Croix-Rouge devaient contribuer au financement de la guerre et des dépenses qui y étaient liées. L'introduction de la semaine de 60 heures n'a eu lieu qu'en septembre 1944.

Afin d'assurer l'approvisionnement des habitants et d'éviter les pénuries comme pendant la Première Guerre mondiale, l'administration attribua dès le 28 août 1939 des cartes d'alimentation et réorganisa l'achat de combustibles. Le 24 septembre, la deuxième période d'attribution a commencé, au cours de laquelle d'autres biens de consommation ont été réglementés avec du pain et des cartes de savon. En novembre, des cartes d'habillement furent introduites et la production de saucisses de longue conservation, de jambon et de viande en conserve fut arrêtée afin d'assurer l'approvisionnement en viande. La quantité attribuée est restée constamment élevée jusqu'en 1944, avec plus de 2.000 kilocalories par habitant et par jour. Les offres culturelles du théâtre national ou de l'orchestre de la station thermale ont également pu être maintenues jusqu'à fin 1944. Cependant, depuis 1944, seules les pommes de terre pouvaient encore être cultivées dans les jardins. En septembre, la ration de pain hebdomadaire a été réduite de 200 g.

En ce qui concerne l'approvisionnement en combustible, il n'y a guère eu de pénurie durant les deux premières années de la guerre, car les besoins ont pu être couverts par les propres réserves et l'exploitation des territoires occupés. La pénurie de charbon jusqu'en 1944, due au rationnement, a pu être compensée par d'importantes mesures d'économie dans lesquelles les habitants ont été formés par la municipalité. Ce n'est qu'à partir de l'automne 1944 que la municipalité se décida à abattre du bois. Rue par rue, les gardes forestiers attribuèrent des arbres aux citoyens afin de remplacer le manque de charbon par du bois.

Le transport en omnibus devenait de plus en plus difficile d'année en année. Les bus circulaient entre autres avec du gaz de ville, contenu dans des réservoirs sur le toit du véhicule ; des femmes étaient employées comme contrôleurs pour maintenir le service. En raison de l'augmentation des bombardements, il n'était plus possible, à partir de 1944, de penser à des transports publics réguliers comme en temps de paix. Les premières restrictions dans le trafic à longue distance ont eu lieu à partir de juin 1944 avec la suppression des trains D et des trains express.

Les combats de la guerre n'ont pas épargné Wiesbaden : entre août 1940 et mars 1945, la ville a été attaquée par les bombardiers alliés pendant 66 jours. Le 29 novembre 1940, les premières frappes aériennes ont été signalées sur les rives du Rhin, la Erbenheimer Straße et le Heereszeugamt à Kastel. Les premières victimes ont été enregistrées après un raid aérien le 06.05.1941 dans la Fritz-Kalle-Straße Les bombes qui sont tombées le 12.08.1942 ont touché, en plus de diverses installations de la Wehrmacht, l'usine de production de Glyco-Metallwerke. Le 17.09.1942 eut lieu la première attaque de plus grande ampleur sur Wiesbaden, au cours de laquelle la cimenterie Dyckerhoff und Söhne fut notamment touchée. Ce n'est qu'à partir du 04.10.1943 que des formations américaines participèrent aux attaques aériennes. De janvier à août 1944, les attaques se firent plus fréquentes, tant sur les zones industrielles que sur les zones résidentielles.

Pour Wiesbaden, la période de septembre 1944 à la libération de la ville est considérée comme la véritable guerre des bombes, au cours de laquelle de nombreux citoyens ont perdu la vie. Le 13 septembre 1944, une attaque massive a eu lieu sur les voies ferrées, ce qui a considérablement réduit le trafic ferroviaire. Six jours plus tard, les usines chimiques Kalle, l'usine chimique Albert ainsi que les cimenteries Dyckerhoff, entre autres, ont été touchées de manière destructrice. Cinquante personnes ont été victimes de cette attaque. Suite aux destructions matérielles, la production de ciment a chuté de 50 %. Le 04.12.1944, le site de la gare de Wiesbaden-Est a été si fortement détruit que l'exploitation ferroviaire a dû être arrêtée pendant une semaine. Par la suite, les hauts dirigeants de la SS et de la police ont transféré leurs sièges de service hors de la ville dans des quartiers de repli sécurisés construits à la lisière de la forêt par des détenus du camp spécial SS de Hinzert. Lors des violentes attaques du 08.02. et du 28.07.1944, un total de 1.479 victimes de l'aviation ont été enregistrées.

Environ 18 % des habitations de Wiesbaden, Kastel, Amöneburg et Kostheim ont été détruites. Le bombardement le plus grave, dans la nuit du 2 au 3 février 1945, a fait 570 morts et 28.000 habitants ont perdu leur toit. Le quartier des thermes a été particulièrement touché. Le Paulinenschlösschen a été fortement touché, tout comme le Kurpark, le Kurhaus et le théâtre, l'hôtel Vier Jahreszeiten, l'église du marché, le château de la ville, l'hôtel de ville ainsi que la préfecture de police. Les conduites d'eau, de gaz et d'électricité n'avaient pas encore été entièrement réparées en octobre 1945. L'impact total d'une mine anti-aérienne sur le lycée situé à côté de l'église du marché sur la place du château et l'effondrement qui s'ensuivit se révélèrent être un piège mortel pour de nombreux habitants de Wiesbaden qui avaient utilisé cette construction massive comme abri anti-aérien. Le château de Biebrich a également subi de graves dommages peu avant la fin de la guerre. Le pavillon de chasse Platte a été délibérément détruit en février 1945, car une position de défense antiaérienne y était stationnée. Outre ces frappes alliées, des avions allemands attaquants furent également abattus de manière isolée. Le 08.11.1944, un chasseur-bombardier américain a été abattu par la défense aérienne de Wiesbaden. Le pilote a pu se sauver en parachute et a finalement été arrêté. Un autre pilote de l'US Air Force abattu a par contre été victime de l'auto-justice d'une foule en colère à Delkenheim le 30 décembre 1944. A la fin de la guerre, environ 30 % du patrimoine bâti de Wiesbaden était détruit.

Le 28 mars 1945, la Seconde Guerre mondiale prit fin pour Wiesbaden avec l'entrée des troupes américaines. Le dernier commandant de la ville, le colonel Wilhelm Karl Zierenberg, et les fonctionnaires administratifs restants, Fritz Reeg, Christian Bücher et Dr. Carl Stempelmann, s'opposèrent au soi-disant ordre Nerobe du Gauleiter Jacob Sprenger et du maire Felix Piékarski qui, peu avant sa fuite de Wiesbaden, avait encore appelé le 25 mars à l'évacuation de la ville et à la destruction de son infrastructure. Cela permit d'éviter de nouvelles destructions et de nouveaux démantèlements. Le premier adjoint et trésorier de la ville, Dr. Gustav Hess, remit la ville aux Américains, contrairement aux ordres de l'armée et du parti. En signe de reddition pacifique, le drapeau blanc fut hissé sur le bunker surélevé du musée le 28 mars 1945 à 5h45.