Герої-визволителі
На станції Знам'янка формували і відправляли на фронт щодня по декілька військових ешелонів. Усі служби вузла працювали чітко і злагоджено, попри те, що багато залізничників пішло на фронт. 5 серпня 1941 року гітлерівці захопили місто. У роки війни Знам'янський район став одним із центрів партизанського руху на Кіровоградщині. Особливо активізувалися дії партизанів на початку 1943 року.
Восени 1943-го до Знам'янки наблизилась Червона армія. 19 жовтня битву за місто розпочали літаки, а в ніч проти 9 грудня, після тривалої артпідготовки, почався штурм вузла. Наступальні операції здійснювали частини 18-го і 29-го танкових корпусів 5-ї гвардійської танкової армії під командуванням генерал-полковника П. О. Ротмістрова, 6-ї, 110-ї гвардійських стрілецьких дивізій 5-ї гвардійської армії, якою командував генерал-лейтенант О. С. Жадов, та стрілецький корпус, який очолював генерал-майор О. І. Родимцев. 9 грудня Знам'янку зайняла Червона армія. У визволенні міста активну участь взяли партизанські загони під командуванням І. Д. Діброви, Є. І. Петрова, М. П. Кришталя, Г. М. Володіна, І. Ф. Присяжнюка, а також підпільники знам'янських диверсійних груп.
Понад 1000 жителів Знам'янки, які в складі військ Червоної армії воювали на фронті, нагороджено орденами і медалями СРСР. У Знам'янці народилися два Герої Радянського Союзу — О. П. Осадчийі П. К. Філоненко.
Післявоєнний період
У жовтні 1946 року виконком міської ради затвердив схему генерального плану забудови Знам'янки. Розширилася привокзальна площа, почалося озеленення міста, брукування вулиць. Наприкінці1949 року в місті стали до ладу основні магістралі водопостачання; промисловість і транспорт почали одержувати електроенергію з Олександрії. У 50-ті роки в Знам'янці розгорнулося спорудження багатьох підприємств, реконструкція наявних. 1952 року закінчилося будівництво пасажирського вокзалу. Розширення колійного господарства дало змогу збільшити пропускну здатність вузла. У грудні1959 року вузол одержав струм із Кременчуцької ГЕС, завдяки чому в 1962 році стало можливим електрифікувати дільницю Знам'янка — П'ятихатки, а в наступному році — дільницю Знам'янка —Миронівка.
1965 року в Знам'янці почав працювати потужний маслосирзавод — найбільше в області підприємство молочної промисловості. 1971 року став до ладу хлібозавод з продуктивністю 50 тонн виробів за добу.
У центрі та на околицях міста поступово постають масиви багатоповерхових житлових будинків із комплексами підприємств побутового обслуговування.
Відому в області Знам'янську бальнеологічну лікарню відкрито 1966 року на базі місцевих джерел мінеральної радоново-вуглекислої води. Бальнеологічним та кліматичним факторами, методами комплексної терапії та ефективністю лікування знам'янська оздоровниця не поступається відомим курортам.