В годы Великой Отечественной войны была крупнейшей в СССР сортировочной станцией. К ноябрю 1941 года 41 % железнодорожной сети Советского Союза был потерян на оккупированной территории. Фашистская авиация за годы война произвела 19 863 налета на объекты железнодорожного транспорта, сбросив на них 243 тыс. фугасных, осколочных и 120 тыс. зажигательных бомб. Были разрушены или разграблены 4100 железнодорожных станций, 65 тыс. км железнодорожных путей, 13 000 железнодорожных мостов, 2078 тыс. км проводов телеграфно-телефонной линии, 15 800 паровозов, 428 000 вагонов.
В этих условиях роль Свердловской железной дороги и ее главного звена – станции Свердловск-Сортировочный неизмеримо возросла. Главным призывом в грозный час испытаний стали слова: «Урал железнодорожный должен идти в ногу с Уралом индустриальным». Кардинально изменились структура грузооборота и направления потоков грузов. Резко увеличился поток эвакуационных грузов, транзитных перевозок в Сибирь и Казахстан. В 1941-1942 годах из 212 эвакуированных на Средний Урал предприятий 90 % прибыли на станцию Свердловск-Сортировочный, где проходила выгрузка их оборудования. В этих экстремальных условиях специалисты обеспечили маневренность и пропускную способность поездов.
В 1943 году Народный комиссариат путей сообщения СССР был переведен на военное положение. Уральские железнодорожники стали носить специальное обмундирование с погонами. Проведение стратегических операций на фронтах увеличило нагрузку на железнодорожный транспорт. Руководством станции Свердловск-Сортировочный впервые в СССР была разработана схема обращения внутридорожных кольцовок и вертушек по перевозкам массовых грузов. Максимально сокращен порожний пробег вагонов. Определен единый технологический процесс работы станции и подъездных путей. В 1943 году депо станции внесло решающий вклад в проведение 352 подъемочных и 4364 промывочных ремонтов паровозов, осуществленных на всей Свердловской магистрали, которая по итогам года была награждена переходящим Красным знаменем Наркомата путей сообщения и ВЦСПС. К 1944 году станция Свердловск-Сортировочная располагала крупнейшими в СССР вагонно-колесными мастерскими.
В 1944 году на станции Свердловск-Сортировочный среднесуточная погрузка в вагоны и на платформы боевой техники для действующей армии и оборудования для освобожденных районов Советского Союза составляла 46 единиц. На станции Свердловск-Пассажирский, откуда на фронт отправлялись людские боевые ресурсы, каждые сутки грузились 286 вагонов. На станции Свердловск-Товарный загрузка имущества производилась в 139 вагонов.
За годы войны со станции Свердловск-Сортировочный было отправлено на фронт около 20 тысяч зенитных орудий, 734 танка Т-34-85, 5260 самоходных артиллерийских установок (САУ), 16 885 дивизионных 122-мм гаубиц М-30 и 1061 полевая 152-мм гаубица Д-1, 1711 гвардейский реактивный миномет БМ-13 и БМ-31-12 («Катюша» и «Андрюша»), 9808 мотоциклов, десятки миллионов тонн боеприпасов и вещевого имущества, продукции черной и цветной металлургии, машиностроительной промышленности.
Для дальнейшего производства танков и САУ отсюда в Челябинский танкоград были отправлены 12 778 корпусов и башен для танка Т-34, 2304 корпуса для тяжелого танка КВ, 5244 бронекорпусов для тяжелых танков ИС-1 и ИС-2, 887 башен для танков ИС-2. Летом 1945 года, после Победы над Германией, через станцию Свердловск-Сортировочный проходили сотни транзитных эшелонов с войсками на Дальний Восток, которые с 9 августа по 2 сентября, всего за три недели, разгромили японскую Квантунскую армию. Вторая мировая война завершилась.
Таким образом, 8-километровый участок магистрали от станции Свердловск-Сортировочный до станции Свердловск-Пассажирский, рядом с которым сегодня расположены административные офисы и торговые комплексы компании «Таганский ряд», стал в годы войны главным в СССР логистическим центром, имеющим стратегическое оборонное значение. Сегодня станция Екатеринбург-Сортировочный является крупнейшей в Европе.