Tới năm 1950, nước cộng hoà đã vượt qua mức sản xuất công nghiệp thời tiền chiến. Trong kế hoạch năm năm 1946-1950 gần 20 phần trăm ngân sách Liên xô được đầu tư vào Ukraina Xô viết, tăng 5% so với các kế hoạch tiền chiến. Nhờ thế lực lượng lao động Ukraina tăng 33.2% từ 1940 tới 1955 trong khi sản lượng công nghiệp tăng 2.2 lần trong cùng thời kỳ. Xô viết Ukraina nhanh chóng trở thành một nước dẫn đầu châu Âu về sản xuất công nghiệp. Nó cũng trở thành một trung tâm quan trọng của ngành công nghiệp vũ khí và nghiên cứu kỹ thuật cao của Liên xô. Vai trò quan trọng đó dẫn tới một ảnh hưởng to lớn tới giới tinh hoa địa phương. Nhiều thành viên ban lãnh đạo Liên xô tới từ Ukraina, đáng chú ý nhất là Leonid Brezhnev, người sau này đã lật đổ Khrushchev và trở thành lãnh đạo Liên xô từ năm 1964 tới năm 1982, cũng như nhiều vận động viên thể thao, nhà khoa học, nghệ sĩ ưu tú khác của Liên xô. Ngày 26 tháng 4 năm 1986, một lò phản ứng của Nhà máy điện hạt nhân Chernobyl nổ, dẫn tới thảm hoạ Chernobyl, tai nạn lò phản ứng hạt nhân nghiêm trọng nhất trong lịch sử. Ở thời điểm vụ tai nạn bảy triệu người đang sống tại các vùng lãnh thổ bị ô nhiễm, gồm 2.2 triệu người tại Ukraina. Sau vụ tai nạn, một thành phố mới, Slavutych, được xây dựng bên ngoài khu vực cấm làm nơi ở và hỗ trợ cho các nhân viên của nhà máy chất dứt công việc năm 2000. Một báo cáo do Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế và Tổ chức Y tế Thế giới cho rằng 56 thiệt mạng trực tiếp do vụ tai nạn và ước tính có thể có tới 4,000 ca chết vì ung thư khác.