Вскоре ввиду угрозы широкого выхода немецко-фашистских войск к Днепру в полосе обороны Юго-Западного и Южного фронтов стала неизбежной массовая эвакуация промышленных районов Приднепровья и Крыма. Только через Киевский узел было отправлено на восток 450 эшелонов, которые эвакуировали оборудование 197 крупных предприятий украинской столицы и свыше 350 тыс. киевлян. «Обстановка здесь была исключительно тяжёлой, — отмечал в своих воспоминаниях бывший уполномоченный Совета по эвакуации Л. И. Погребной. — С утра до ночи Киев бомбили. Все торопились с эвакуацией. Однако рабочие в столь напряжённой обстановке проявляли беспримерный героизм и сумели вывезти из Киева основное оборудование, сырье и материалы».

В начале августа 1941 г. ГКО и Совет по эвакуации обязали НКПС, наркоматы черной металлургии, электростанций, боеприпасов, химической промышленности, среднего и тяжелого машиностроения и земледелия ускорить перебазирование предприятий, расположенных на правом берегу Днепра. При демонтаже многих предприятий здесь ощущалась острая нехватка рабочей силы, грузоподъемных и особенно транспортных средств. Так, в докладной записке уполномоченного наркомата тяжелого машиностроения СССР Н. И. Гусарова от 7 августа 1941 г. о ходе эвакуации с Украины оборудования, материалов и рабочей силы Первомайского машиностроительного завода им. 25 Октября говорилось, что «отгрузка заводского хозяйства была прекращена только после того, как военный комендант станции заявил, что вагонов больше нам не даст, т. к. положенную норму мы уже забрали… Вагоны под погрузку поступали очень плохо, медленно, несмотря на наши категорические требования о нормальной и своевременной их подаче».

Как отмечает Куманев, основной поток эвакуационных перевозок из Приднепровья и Крыма проходил через Южную и особенно Сталинскую магистрали. В течение 15 дней августа 1941 г. только по Сталинской дороге (начальник дороги Н. Т. Закорко) было погружено около 14 тыс. вагонов эвакогрузов. С середины августа развернулось перебазирование предприятий и населения с левого берега Днепра, в первую очередь заводов, фабрик, электростанций Запорожской и восточной части Днепропетровской областей. Местными органами вместе с уполномоченными ГКО и Совета по эвакуации — председателем СНК УССР Л. Р. Корнийцом и заместителем наркома черной металлургии СССР А. Г. Шереметьевым, представителями НКПС С. И. Багаевым и Н. Ф. Дубровиным, начальниками военных сообщений Южного и Юго-Западного фронтов генерал-майором А. Н. Королевым, полковником А. А. Коршуновым, а также Военными советами этих фронтов были приняты энергичные меры по демонтажу, погрузке и вывозу наиболее ценного оборудования. 20 августа с запорожских заводов ушел первый эшелон, и с этого дня размеры эвакуационных перевозок из города и области ежесуточно нарастали. Завершалось перебазирование важнейших предприятий Днепропетровска, а после его захвата противником (25 августа) эвакуация продолжалась в левобережье области. В тесном контакте с железнодорожниками демонтировали и грузили эшелоны коллективы запорожских и днепропетровских заводов «Запорожсталь», «Днепроспецсталь», «Правда», им. В. И. Ленина, «Светофор», «Коминтерн», «Коммунар», им. Карла Либкнехта, им. Ф. Э. Дзержинского, им. Г. И. Петровского, им. Артёма, им. Шевченко, алюминиевого, магниевого, ферросплавного, коксохимического, азотнотукового, авиамоторов и др. Отвечавший за эвакуацию запорожской группы заводов А. Г. Шереметьев в послевоенное время вспоминал, что «с правого берега гитлеровцы просматривали заводы. Враг видел, как увозят оборудование запорожских предприятий, бомбил и ежедневно обстреливал территории заводов артиллерийским и миномётным огнём. Ежедневно были раненые и убитые. Но люди работали, спешили. Были дни, когда из Запорожья уходило по 800–900 вагонов, груженных оборудованием и материалами». В обычных условиях для перевозок по железным дорогам негабаритных грузов, в том числе и особо тяжелых, применялись специальные платформы. Десятки таких платформ требовались для вывоза оборудования запорожских заводов, но их на месте не было. Тогда для этой цели были приспособлены нормальные 60 — тонные платформы. Каждая усиленная платформа грузилась и отправлялась только после тщательного осмотра представителями железных дорог. На таких платформах были перевезены 22 станины прокатных станов и другие детали, вес которых превышал 60 тонн. По предложению железнодорожников для вывоза тяжелого оборудования были использованы тележки тендеров паровозов «ФД». А вскоре прибыло около 100 большегрузных платформ и транспортеров, направленных сюда по указанию Совета по эвакуации.

Ситуация складывалась так, что в условиях постоянно ухудшающегося положения на фронте нередко приходилось ограничиваться вывозом только наиболее ценных и технически современных агрегатов, станков, машин, механизмов. При этом необходимо было, с одной стороны, обеспечить оперативную переброску определенного числа и профиля предприятий для развертывания военного производства на востоке, а с другой — требовалось не допустить, чтобы эвакуация вызвала резкие перебои в обеспечении первоочередных нужд действующей армии. В то время как одна часть промышленных предприятий находилась в пути на восток, другая продолжала на старом месте до последней возможности производить продукцию для фронта. Принцип очередности и поэтапности эвакуации зависел, таким образом, прежде всего от складывавшейся обстановки, а также типа и значения предприятий. При этом одним из основных правил, которые постоянно стремились соблюдать местные органы во время демонтажа и перемещения предприятий, было сохранение комплектности оборудования. Эшелоны с ценным оборудованием формировались так, чтобы каждый из них, а иногда и часть, могли быстро развернуться в самостоятельное предприятие и выпускать продукцию. К началу октября вывоз важнейшего оборудования запорожских и днепропетровских заводов был завершен.

С большими трудностями и потерями осуществлялась эвакуация из Харьковской области и Донбасса. Как отмечалось в одном из спецсообщений Транспортного управления НКВД СССР от 4 октября 1941 г., перебазирование харьковских предприятий «из-за неподготовленности заводов к погрузке, отсутствия средств механизации погрузочных работ и глазным образом из-за нераспорядительности и растерянности администрации заводов» проводилось неудовлетворительно. И все же к 16 октября все крупные заводы города и области (45 предприятий) удалось эвакуировать. Вместе с заводами выехали в тыл 24,5 тыс. рабочих, инженерно-технических работников и служащих. Решение Совета по эвакуации о перемещении в восточные районы страны предприятий Донецкого бассейна состоялось лишь, 9 октября 1941 г., когда противник уже завязал бои на территории Донбасса. Всего за пять дней до захвата врагом Макеевки началась эвакуация местного металлургического завода. Постановление ГКО о перебазировании на восток Мариупольского металлургического завода было вынесено 5 октября, эвакуация началась на следующий день, но уже 8 октября была прервана противником. «По важнейшим металлургическим, коксохимическим и огнеупорным заводам Сталинской области фактически эвакуация была сорвана», — сообщал в ГКО нарком черной металлургии СССР И. Ф. Тевосян. Из Сталинской и Ворошиловградской областей местные органы успели отправить в тыл только 11 870 вагонов с людьми, оборудованием и материалами. Чрезвычайно сложной задачей являлось перебазирование энергетического хозяйства Украины, которое нельзя было демонтировать одновременно с другими оборонными предприятиями. Ведь значительная часть из них выполняла срочные заказы фронта и нуждалась в бесперебойной подаче электроэнергии. Поэтому переброска из угрожаемых районов основного оборудования таких крупных электростанций, как Киевская, Кураховская, Зуевская, Северо-Донецкая, Штеровская ГРЭС, Одесская ТЭЦ, проходила буквально перед отходом советских войск, в самые последние дни и часы. На Днепропетровской ГЭС местные работники успели снять только некоторые детали с трех турбин, а плотину пришлось взорвать. Всего с Украины только с июля по октябрь были вывезены в тыл миллионы людей, около 500 крупных промышленных предприятий. Кроме того, удалось эвакуировать за пределы республики свыше 6 млн. голов скота, 1667,4 тыс. тонн зерна и 269,5 тыс. тонн зернопродуктов, тысячи тракторов, автомашин и много других материальных и культурных ценностей. Нелёгкой была эвакуация и из Крыма, где пропускная способность участков была недостаточной и отсутствовало необходимое количество порожних вагонов и погрузочных механизмов. В этих условиях и несмотря на близость фронта, только с 7 по 31 августа работниками Сталинской дороги было отправлено в тыл из Приднепровья и Крыма 54 000 вагонов с эвакогрузами и населением — значительно больше, чем это было предусмотрено планом, установленным правительством на вторую и третью декады августа 1941 г.