В 1936–1937 годах был освоен выпуск импортозамещающей продукции — узкоколейных паровозов серии 159, экскаваторов на гусеничном ходу для торфоразработок, ширококолейных 54тонных танкпаровозов серии 9П. Шла подготовка к выпуску магистральных паровозов и гусеничных грейдеров.
В начале 1938 года НПЗ был передан наркомату вооружений, было освоено производство полевых пушек. Во время Великой Отечественной войны завод эвакуировали в г. Воткинск (Удмиртия). А в Новочеркасске на базе оставшегося заводского оборудования организовали производство минометов, ремонтировали орудия, машины и танки.
Электровозостроение пришло в Новочеркасск уже после Великой Победы.
Соответствующее решение было принято правительством 24 ноября 1945 года. Электрификация железных дорог стала важной частью мер по восстановлению страны в послевоенный период, в связи с чем требовалось освоение выпуска электровозов на уровне 200–250 ед. в год. И уже в 1947 году завод выпустил шестиосный магистральный локомотив постоянного тока мощностью 2400 кВт типа ВЛ22М. Так началась новая заводская эпоха — электровозостроительная.
В начале 1950х годов при создании грузового электровоза типа Н8 (новочеркасский восьмиосный, позже он получил наименование ВЛ8) мощностью 4200 кВт было применено множество передовых научных, конструкторских и технологических решений. Специально для этой модели были разработаны более мощные тяговые двигатели и новые вспомогательные машины, сконструирована принципиально новая ходовая часть.
Одновременно в послевоенный период на заводе развернулась большая работа по созданию электровозов для промышленных предприятий. Только за 1950–1957 годы появилось 16 моделей. Одной из самых популярных стал четырехосный электровоз постоянного тока 1,5 кВт IVКП1 со сцепным весом 80 т. Встречались и специфические машины, такие как IIКП4Б («Бурлак») со сцепным весом 42 т для буксировки судов через шлюзы Камской ГЭС или «легкие» электровозы со сцепным весом 28 т для транспортировки торфа на Шатурскую ТЭЦ.