Po opuszczeniu miasta przez władze Łodzi od razu powołał on pierwszą konspiracyjną strukturę. W jej skład weszli przedstawiciele działających dotychczas legalnie organizacji, takich jak Związek Strzelecki, PCK, Federacja Związków Obrońców Ojczyzny, ZHP. Ponadto nawiązał kontakt z Komendą Główną Służby Zwycięstwu Polski.
Łódzkie podziemie
Z Warszawy do Łodzi przybył płk Stanisław Sosabowski z misją przyłączenia organizacji łódzkiej. Pierwszym komendantem okręgu łódzkiego SZP, a następnie Związku Walki Zbrojnej (kryptonim „Barka”), został płk Leopold Okulicki, który zorganizował sztab i sieć konspiracyjną. W skład organizacji w województwie łódzkim weszli m.in. członkowie POW i żołnierze Wydzielonego Oddziału WP mjr. Hubala. Niestety szybko postępowała dekonspiracja działaczy. Jeszcze w listopadzie aresztowano majora Wierusz-Kowalskiego, pseud. Wyrwa. Na wiosnę został zdekonspirowany płk Leopold Okulicki i musiał opuścić miasto. Dowództwo po nim objął mjr Stanisław Juszczakiewicz. Aresztowania dotykały konspiratorów. W egzekucji ulicznej w Zgierzu zginął kpt. Antoni Kalinowski, szef dywersji. Dowódca inspektoratu łódzkiego, kpt. Józef Grabiński, popełnił samobójstwo w więzieniu. Aresztowano również szefa propagandy, Franciszka Jabłonkę i szefa szkolenia, kpt. Henryka Kożuchowskiego. W maju 1942 r. stanowisko komendanta okręgu znalazło się w rękach płk. Ludwika Czyżewskiego, który działał głównie w Warszawie. Dopiero komendant miasta, por. Józef Stolarski, przywrócił od listopada 1943 r. normy konspiracyjne i scalił organizację. Zmniejszyła się liczba aresztowań, a łódzkie podziemie prowadziło działalność wywiadowczą wobec sztabu XIII Korpusu Wehrmachtu i sztabu frontu Ober-Ost w Spale. Organizowano też wywiad przemysłowy. W Łodzi wydawano nielegalne pismo „Wiadomości Polskie”. Zorganizowano także sabotaż na stacji Łódź-Karolew, gdzie podpalono pociąg z paliwem i zderzono go z transportem wojskowym. Znaczną część mieszkańców Łodzi (od kwietnia 1940 r. Litzmannstadt) stanowili Niemcy i możliwości działania ruchu oporu były ograniczone.
Działania Armii Krajowej
Na wiosnę 1942 r. doszło do kolejnych aresztowań żołnierzy AK. Wielu z nich rozstrzelano 20 marca 1942 r. podczas publicznej egzekucji w Zgierzu. W kwietniu i maju aresztowano kilku młodych konspiratorów z zakładów remontowych „Promotor”, działających w rejonie Górnego Rynku. Przyłapano ich na kolportażu wydawnictw podziemnych i oskarżono o sabotaż. Władze niemieckie po krótkim śledztwie skazały ich na śmierć. Egzekucji przez powieszenie dokonano publicznie 20 czerwca 1942 r. na terenie zakładu. Niemcy zamordowali wtedy: Zygmunta Gogolewskiego (dowódcę plutonu AK), Stanisława Lewandowskiego (dowódcę drużyny) oraz Jana Polakowskiego, Józefa Floriańskiego i Stanisława Stańczyka (żołnierzy AK).
Łódź w planach powstańczych Armii Krajowej nie zajmowała kluczowej pozycji. Do przyjęcia roli gospodarza wobec ewentualnego zajęcia miasta przez Armię Czerwoną przygotowywał łódzką organizację wspomniany kpt. Józef Stolarski. Prowadzono nadal działalność wywiadowczą, ale przygotowywano również plany bojowe na wypadek wybuchu ogólnopolskiego powstania oraz gromadzono broń i domowej roboty środki wybuchowe. Godzina „W” nigdy jednak w Łodzi nie wybiła. Komenda Główna AK dała sygnał do wybuchu powstania tylko w Warszawie. Dysproporcja sił w Łodzi była zbyt wielka, aby można było liczyć nawet na bardzo ograniczony sukces. Władze hitlerowskie również przeciwdziałały wybuchowi powstania poprzez powołanie latem 1944 r. do robót fortyfikacyjnych osób w wieku od 15 do 65 lat. Natomiast wielu łodzian brało udział w powstaniu warszawskim, a mogiły niektórych z nich znajdują się na Starym Cmentarzu.
