Первый день войны, 22 июня 1941 г., линкор встретил под командованием капитана 1 ранга Ф.И.Кравченко в составе эскадры в Севастополе, в 4.49 перешел в готовность № 1. В течение октября 600 человек личного состава корабля плели маскировочную сеть площадью 4000 кв.м. 1 ноября, ночью, во главе отряда боевых кораблей ушел в Поти из-за угрозы ударов авиации противника с захваченных аэродромов Крыма.

08.11.1941 г. линкор "Парижская Коммуна" первый раз принял участие в боевых действиях под Севастополем. А через месяц линкор снова подошел к Севастополю и открыл огонь по боевым порядком врага. В этот раз было уничтожено 13 танков, 8 орудий, 4 тягача, 37 автомашин с военными грузами и до полубатальона пехоты.

05.01.1942 г. линкор "Парижская Коммуна" вышел из Новороссийска и в охранении эсминца "Бойкий" направился к крымскому побережью для огневой поддержки высадившейся там 44-й армии. За 27 минут было выпущено 168 снарядов главного колибра.

Во второй половине марта 1942 года, зайдя в Керченский пролив в охранении лидера "Ташкент", эсминцев "Железняков" и "Бойкий", линкор в ночь на 21 и 22 марта произвел два огневых налета, выпустив по укреплениям противника на Керченском полуострове более 300 снарядов главного колибра. Во время стрельбы моряки заметили, что от стволов орудий отлетали осколки металла, что говорило о предельном износе вооружения корабля. Поэтому, возвратившись в Поти, линкор стал на ремонт.

12 апреля замена всех стволов главного калибра была произведена, одновременно произвели средний ремонт приборов управления стрельбой противоминного калибра, элеваторов и оптических приборов. Однако активная боевая деятельность линейного корабля "Парижская коммуна" завершилась. Отчаянное положение под Севастополем заставило командующего Черноморским флотом в конце мая предложить Ставке использовать линкор для переброски в Севастополь 25 танков КВ, но на это никто не пошел, и корабль до окончания военных действий не покидал Поти. Лишь однажды, 12.09.1942 г. его перевели в Батуми, но после начала успешного наступления под Сталинградом 25 ноября вернули обратно в Поти. 31.05.1943 г. линкору было восстановлено наименование "Севастополь".

Еще один раз линкор хотели использовать для огневого обеспечения высадки войск морского десанта в районе селения Озерейка, но отсутствие господства на море вынудило заменить его на менее ценный крейсер "Красный Крым". Правда, отчасти корабль участвовал в Новороссийской десантной операции, когда в сентябре 1943 г. с него сняли часть 120-мм орудий и установили их в качестве отдельной береговой батареи "Севастополь".

Всего же за время войны линкор совершил 15 боевых походов, пройдя 7700 миль, произвел 10 артиллерийских стрельб по позициям противника под Севастополем и на Керченском полуострове. Зенитной артиллерией корабля была отражена 21 атака авиации и сбито 3 самолета. 05.11.1944 г. линкор под флагом командующего Черноморским флотом адмирала Ф.С.Октябрьского во главе эскадры вошел на рейд освобожденного Севастополя.

08.07.1945 г. линейный корабль "Севастополь" был награжден орденом Красного Знамени.

24.07.1954 г. "Севастополь" был переклассифицирован в учебный линейный корабль, а 17.02.1956 г. исключен из списков судов ВМФ в связи с передачей в отдел фондового имущества для демонтажа и реализации, 7.07.1956 г. расформирован и в 1956-1957 гг. разделан на базе "Главвторчермета" в Севастополе на металл.