Старооскольцы внесли свой весомый вклад в приближение Великой Победы. 22 тысячи человек (включая гражданское население и жителей района в географических границах 1941 года и современной территории) отдали свои жизни за Родину. На территории города и района находятся 30 братских могил, которые хранят прах тысяч известных и безызвестных солдат и офицеров Красной Армии, отдавших свою жизнь за свободу страны.
За проявленное мужество, героизм и боевое мастерство 24 старооскольца удостоены звания Героя Советского Союза, 3 стали полными кавалерами орденов Славы.
5 мая 2011 года Президент Российской Федерации подписал Указ № 588 о присвоении городу Старый Оскол почетного звания Российской Федерации «Город воинской славы» за мужество, стойкость и массовый героизм, проявленные защитниками города в борьбе за свободу и независимость Отечества. В ознаменование этого исторического события 10 сентября 2011 года в Старом Осколе на площади Победы была воздвигнута памятная стела.
В 2012 году в честь города воинской славы была заложена подводная лодка Б-262, которой присвоено название «Старый Оскол».
28 августа 2014 года подводная лодка «Старый Оскол» спущена на воду.
Память о героях войны жива и сегодня. В августе 2016 года в Восточном военном округе заступил на боевую службу самолет-истребитель СУ-35С, носящий имя старооскольца Ивана Михайловича Горбунова.
6 января 1954 года Президиум Верховного Совета СССР образовал в составе РСФСР Белгородскую область, в которую вошли Старый Оскол и Старооскольский район.
Новой вехой в развитии Старого Оскола в 1960-е – 1970-е годы стало дальнейшее освоение богатств КМА. В это время Старый Оскол объявлен городом трех комсомольско-молодежных ударных строек: Лебединского горно-обогатительного комбината, Стойленского горно-обогатительного комбината, Оскольского электрометаллургического комбината. На строительство крупных объектов приезжала молодежь со всех уголков страны. Средний возраст жителей города на тот момент был 25–30 лет.
С началом развития горно-металлургического производства Старый Оскол превратился в огромную строительную площадку. Рядом со старым городом на глазах вырастали новые микрорайоны. Над возведением жилья, промышленных предприятий, инфраструктуры трудились не только советские, но и большая группа болгарских строителей, которые работали в городе более 20 лет.