21 октября 1929 года решением Совета труда и обороны СССР в городе Горьком  был утвержден план строительства авиазавода № 21, которому впоследствии было присвоено имя Серго Орджоникидзе (сегодня – НАЗ «Сокол», г. Нижний Новгород).

В годы Великой Отечественной войны предприятие внесло значимый вклад в борьбу с войсками фашистской Германии. Почти каждый третий советский истребитель времен войны вышел из цехов горьковского авиазавода, поставив фронту более 19200 истребителей КБ Н.Н. Поликарпова и С.А. Лавочкина. 

Концу 1941 года доля Горьковского авиазавода в совокупном производстве истребителей в СССР составила 34-38 %.

Благодаря активной механизации производственного процесса и переводу сборки самолетов и их агрегатов на конвейер, к 1944 году темп выпуска на авиазаводе № 21 достиг 22-26 самолетов в сутки, то есть, практически каждый час с заводского конвейера сходил новый истребитель. 

В начале великой Отечественной войны советские летчики воевали на И-16, который выпускался предприятием, начиная с 1934 года. В 1939 г. конструкторы С.А. Лавочкин, В.П. Горбунов и М.И. Гудков спроектировали самолёт ЛаГГ-3. В конце 1940 года было принято решение об организации его производства на заводе № 21.

Серийное освоение цельнодеревянного ЛаГГ-3, значительно отличавшегося по конструкции от самолетов конструкции Поликарпова, потребовало масштабной перестройки всего технологического процесса. Через шесть месяцев задача была исполнена. Конвейер сборки ЛаГГ-3 занимал половину сборочного цеха, а на второй половине продолжался выпуск И-16.

ЛаГГ-3 заводской сборки впервые поднялся в воздух 23 января 1941 года. Планер самолета был выполнен из дерева с применением дельта-древесины. Вооружение ЛаГГ-3 состояло из 1 пушки калибра 20 мм, 2 пулеметов ШКАС калибра 7, 62 мм. Всего завод выпустил 3583 самолета этого типа.

Боевое применение ЛаГГ-3 выявило ряд существенных недостатков.

Летные качества самолета значительно улучшились после установки на нем двигателя АШ-82ФН с непосредственным впрыском топлива. В таком виде истребитель получил обозначение Ла-5ФН. Одновременно была улучшена теплоизоляция кабины, снизились усилия на ручке управления и педалях, были облегчены шасси. 

Первые Ла-5 с успехом участвовали в Сталинградской битве. На этом самолете открыл свой боевой счет трижды Герой Советского Союза И.Н. Кожедуб. 

Ла-5ФН впервые был применен в воздушном бою на Курской дуге летом 1943 года.

С 1942 по 1944 гг. на заводе было построено 11262 самолетов Ла-5 и Ла-5ФН.

В конце 1943 года в ОКБ на базе Ла-5ФН разработали Ла-7, ставший в последний год войны одним из основных фронтовых истребителей. 

Ла-7 обладал более мощным вооружением – тремя пушками 20-миллиметрового калибра. Он был способен поднимать до 200 кг бомб, а благодаря снижению аэродинамического сопротивления за счет переноса воздухозаборника маслорадиатора под фюзеляж, развивал скорость до 680 км/ч. В 1944 году завод приступил к серийному производству Ла-7. Всего в период с 1944 по 1945 годы было построено 4357 самолетов этого типа.

В годы Великой Отечественной войны на фронт ушли сотни заводчан. Однако это не помешало увеличивать количество выпускаемых машин.

Роль Горьковского авиационного завода возросла, когда практически все самолетостроительные заводы, включая и предприятия Московского авиапромышленного узла, были эвакуированы на восток. На Горьковский и Саратовский заводы легла основная задача по снабжению ВВС истребителями. 

С первых дней войны завод № 21 перешел на круглосуточный график работы. По воспоминаниям ветеранов, рабочая смена могла длиться до 18 часов, люди сутками и неделями не покидали цехов, уделяя сну по 2-4 часа в день. 

Благодаря исключительному трудовому и патриотическому  подъему коллектив завода добивался высоких результатов. Широкий размах на заводе получили различные формы социалистического соревнования, стахановское движение двухсотников, трехсотников и тысячников, получили распространение комсомольско-молодежные фронтовые бригады. Производительность труда в стахановских и фронтовых бригадах была на 25-30% выше, чем в среднем по заводу.

Легендой стал токарь-тысячник Сергей Степанович Цецегов, который, внедряя собственные изобретения, за смену выполнял 1031% нормы! Первой женщиной-тысячницей в городе Горьком и Горьковской области стала клепальщица А.Г. Яндаева, она, путем правильной организации труда, добилась выполнения задания на 1050%. 

На личные средства горьковчан была построена эскадрилья «Валерий Чкалов». 

За образцовое выполнение заданий правительства по выпуску боевых самолетов завод № 21 имени С. Орджоникидзе Указом Президиума Верховного Совета СССР от 31 октября 1941 года был награжден орденом Трудового Красного Знамени. Тогда же 121 сотруднику завода вручили правительственные награды.

В течение всей войны специалисты завода помогали другим предприятиям наладить производство истребителей Ла-5 и запасных частей к ним. Ремонтные бригады горьковчан выезжали во фронтовые авиасоединения для восстановления пострадавших в бою самолетов. 

Одновременно с выпуском самолетов работники завода принимали участие в создании заградительных сооружений около Горького: рыли окопы, дежурили на заводе при авиационных налетах, проходили военную подготовку, осваивали радиодело в сформированных подразделениях народного ополчения, трудились на участках, выделенных под посадку овощей, заготавливали топливо на зимний период. 

Труд работников завода высоко оценило правительство. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 21 июня 1943 года большую группу заводчан наградили орденами и медалями. Тем же Указом главному конструктору завода С.А.Лавочкину за выдающиеся заслуги в области создания новых конструкций самолетов-истребителей присвоили звание Героя Социалистического Труда.

В 1946 году главный инженер завода Б.В.Куприянов, инженеры Е.С.Волков, П.А.Иванькин, В.А.Мюрисеп, Б.Д.Протопопов, Д.А.Филиппов за усовершенствование технологии и организацию высокопроизводительного поточного метода производства самолетов получили Государственную премию СССР. За период войны коллективу завода, как победителю соцсоревнования, 25 раз вручалось переходящее Красное Знамя ГКО, которое в 1946 году передали ему на вечное хранение. За самоотверженный труд во имя победы 587 работников завода в 1941-1945 годах были награждены орденами и медалями СССР.