За короткое время Куйбышев стал крупнейшим промышленным и оборонным центром СССР, обладающим необходимой инфраструктурой, чтобы стать запасной столицей страны. В город и область осенью 1941 года были эвакуированы десятки оборонных заводов, построены временные аэродромы. На территории области был построен самый крупный в СССР газопровод Бугуруслан-Куйбышев.
В октябре 1941 года из Москвы в Куйбышев были эвакуированы советское правительство, иностранный дипломатический корпус, Большой театр, видные деятели советского искусства, семья И.В. Сталина.
В условиях строжайшей секретности в центре города был построен бункер Сталина, а в районе железнодорожной станции «Безымянная» был расположен Безымянлаг, заключённые которого участвовали в строительстве авиационных и авиамоторных заводов. Санатории и больницы города были переоборудованы под эвакогоспитали, в одном из них встал на протезы легендарный лётчик Алексей Маресьев.
За годы войны население Куйбышева возросло в полтора раза – с 400 до 600 тысяч человек. С 15 октября 1941 года по 21 августа 1943 года Куйбышев фактически являлся столицей СССР.