Spre sfârșitul anilor 1930, Europa se îndrepta rapid spre un nou război. După Primul Război Mondial și anii de pace care au urmat, situația Basarabiei a rămas neclară: România administra acest teritoriu, însă Uniunea Sovietică nu a recunoscut niciodată unirea din 1918.
În anul 1940, în contextul Pactului Molotov-Ribbentrop, (prin care Uniunea Sovietică și Germania își împărțeau zonele de influență), Uniunea Sovietică a cerut României, printr-un ultimatum, să cedeze Basarabia. Conducerea României, conștientă de pericolul unui război, a acceptat retragerea armatei. În aceste condiții, trupele sovietice au intrat în Basarabia fără lupte importante.
În continuare, teritoriul a fost reorganizat din punct de vedere administrativ. Din Basarabia și o parte a regiunii de la est de Nistru (Transnistria) a fost constituită Republica Sovietică Socialistă Moldovenească (RSSM). Astfel, Basarabia a devenit nucleul viitoarei Moldove sovietice.
Schimbările prin care a trecut Basarabia pot fi rezumate astfel:
- 1918 - Basarabia se unește cu România
- 1940 - Uniunea Sovietică cere cedarea teritoriului, iar România se retrage
- 1941-1944 - în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, România preia din nou controlul asupra regiunii
- 1944 - trupele sovietice revin și stabilesc definitiv controlul asupra regiunii
Perioada războiului a fost una foarte dificilă pentru populație. Pe teritoriile ocupate, Germania a săvârșit numeroase crime, iar în Basarabia au avut loc lupte, deportări, Holocaustul și mari pierderi de vieți omenești. După încheierea războiului, regiunea a suferit transformări în cadrul Uniunii Sovietice. Agricultura a fost reorganizată prin colectivizare, industria s-a dezvoltat, orașele au crescut, iar limba rusă a devenit tot mai importantă, odată cu întărirea legăturilor cu celelalte republici sovietice.
În cadrul Uniunii Sovietice s-a format Republica Sovietică Socialistă Moldovenească, care în anul 1991 a devenit independentă, dând naștere Republicii Moldova.