Ngày 23-9-1945, thực dân Pháp mở đầu cuộc tái xâm lược nước ta bằng việc nổ súng đánh chiếm Sài Gòn, sau đó đánh chiếm miền Trung và Nam bộ. Đến ngày 19-12-1946, cuộc kháng chiến bùng nổ trên phạm vi cả nước. Thanh Hóa không nằm trong khu vực chiến sự nổ ra ngày toàn quốc kháng chiến, nhưng với vị thế của mình, Thanh Hóa đã thể hiện vai trò quan trọng của một tỉnh vừa là vùng tự do, vừa là hậu phương và có lúc trở thành tiền tuyến. Để bảo vệ chính quyền cách mạng và chuẩn bị kháng chiến, Tỉnh ủy Thanh Hóa đã tăng cường chỉ đạo công tác quân sự - một trong những nhiệm vụ cấp thiết thời kỳ này. Chi đội mang tên Đinh Công Tráng gồm 1.500 chiến sĩ được thành lập, đây là đơn vị vũ trang tập trung đầu tiên của tỉnh và là đơn vị nòng cốt để xây dựng các tổ chức vũ trang ở các huyện, thị trong tỉnh. Chính quyền các cấp cũng chú trọng xây dựng lực lượng dân quân du kích, tự vệ, bộ đội tập trung, các đơn vị công an nhân dân, các đội trinh sát, lực lượng an ninh bí mật, sẵn sàng phối hợp với đơn vị chủ lực và nhân dân để đánh địch. Cùng với xây dựng lực lượng vũ trang, cử các đơn vị lên đường Nam tiến, Tỉnh ủy, Ủy ban hành chính đã phát động phong trào thi đua tăng gia sản xuất để tự túc lương thực và cung cấp cho kháng chiến.

Từ tháng 4 đến tháng 8-1947, giặc Pháp đẩy mạnh các hoạt động quân sự, phá rối vùng ven biển và chiếm đóng một số điểm xung yếu khu vực miền Tây Thanh Hóa. Tàu chiến của địch thả các toán biệt kích vào Diêm Phố (Hậu Lộc), Lạch Trường (Hoằng Hóa), Ba Làng (Tĩnh Gia), đốt phá và cướp bóc tài sản của nhân dân. Máy bay địch ném bom ở Vạn Hà (Thiệu Hóa), đập Bái Thượng (Thọ Xuân). Ở miền núi, giặc Pháp từ miền Thượng Lào cho nhiều toán quân theo sông Mã, sông Luồng, sông Lò tiến sâu vào huyện Quan Hóa. Ở phía Tây Nam, địch kéo quân từ Sầm Nưa (tỉnh Hủa Phăn – Lào) tràn vào chiếm đóng xã Yên Khương (Lang Chánh) và xã Bát Mọt (Thường Xuân), lập nên hành lang Đông Tây với âm mưu chia cắt miền Tây với nội địa Thanh Hóa, tổ chức các phái đảng phản động, mưu đồ lập xứ Mường tự trị. Chống trả lại quân địch, các đại đội độc lập của Trung đoàn 77 và 2 đại đội Cầm Bá Thước, Hà Văn Mao phối hợp với dân quân các huyện miền núi tổ chức chiến đấu tiêu diệt quân địch, đập tan hành lang Đông Tây, xóa sổ các tổ chức phản động tay sai của giặc Pháp. Cùng với thắng lợi của quân dân miền Tây, quân dân các huyện ven biển đã đập tan các cuộc càn quét của địch, buộc chúng phải lên tàu rút chạy. Công an, bộ đội, quân dân các huyện Nga Sơn, Hà Trung, Quảng Xương, Nông Cống, Tĩnh Gia đập tan các tổ chức phản động, ngăn chặn kịp thời vụ bạo loạn của chúng ở Mậu Thôn (Nông Cống), bắt sống nhiều tên phản động.

Cuối năm 1948, thực dân Pháp tăng cường thêm lực lượng chiếm đóng miền Tây Thanh Hóa, lập nên phòng tuyến sông Mã, tiếp tục bao vây, tấn công nội địa và xây dựng các tổ chức phản động như “Liên bang Bắc Thái Trung Việt”, “Quân đội Thái tự do”... Chúng tiếp tục cho quân chiếm đóng và đổ bộ càn quét các huyện ven biển, cho tàu chiến, máy bay bắn phá các khu dân cư, phá hoại kinh tế. Hoạt động phá hoại toàn diện của kẻ thù tạo ra không ít khó khăn đối với việc xây dựng, bảo vệ căn cứ hậu phương Thanh Hóa. Nhưng với quyết tâm tất cả cho sự nghiệp “kháng chiến kiến quốc” thắng lợi, dưới sự lãnh đạo của Đảng bộ, toàn quân, toàn dân Thanh Hóa vừa sản xuất, vừa chiến đấu, đóng góp cho kháng chiến. Đầu năm 1951, thực hiện chỉ thị của Liên khu IV, Thanh Hóa đã vận chuyển 5.000 tấn gạo phục vụ chiến dịch Trung Du và 3.000 tấn gạo để dân công có lương thực ăn khi làm nhiệm vụ. Cuối năm 1951, phục vụ chiến dịch Hòa Bình, Thanh Hóa đã huy động gần 30 vạn dân công ngắn hạn và dài hạn vận chuyển vũ khí và tải thương... Trong những năm 1952-1954, nhận thấy Thanh Hóa có vai trò cực kỳ quan trọng trong việc cung cấp sức người, sức của cho các chiến trường, thực dân Pháp tập trung mọi lực lượng đánh phá Thanh Hóa từ nhiều hướng nhằm ngăn chặn các con đường tiếp viện. Với quyết tâm bảo vệ vững chắc hậu phương Thanh Hóa, Tỉnh ủy đã tổ chức hội nghị đánh giá tình hình và đề ra kế hoạch bảo vệ hậu phương lớn.

Trong hầu hết các chiến dịch lớn của quân đội ta, Thanh Hóa có đóng góp to lớn về sức người, sức của, góp phần quan trọng vào thắng lợi chung của dân tộc. Theo các sử liệu hiện lưu giữ tại Bảo tàng tỉnh, tính từ đầu năm 1951, khi bộ đội ta mở chiến dịch Trung du cho tới chiến dịch Điện Biên Phủ, Thanh Hóa đã huy động và vận chuyển đáp ứng tới 70% nhu cầu vật chất cần thiết cho các chiến dịch. Tính riêng về lực lượng, Thanh Hóa đã động viên được 56.792 thanh niên tòng quân, bổ sung cho các chiến trường. Trong đó, chiến dịch Điện Biên Phủ lịch sử đánh dấu sự đóng góp lớn nhất của hậu phương Thanh Hóa. Nhân dân các dân tộc từ miền xuôi đến miền ngược, đâu đâu cũng hừng hực khí thế “tất cả cho tiền tuyến”, “tất cả để chiến thắng”. Trong đợt 1, Thanh Hóa đã hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ, vượt chỉ tiêu kế hoạch 150%. Trong đợt vận chuyển lần thứ 2, được hậu phương quan tâm cả về vật chất lẫn tinh thần, được đảng bộ và nhân dân gửi 28.000 lá thư thăm hỏi, động viên..., đây là nguồn động viên to lớn, thúc đẩy đoàn dân công Thanh Hóa hoàn thành trước thời gian cấp trên giao 3 ngày. Chiến dịch Điện Biên Phủ chuyển sang giai đoạn cuối cùng, dân công Thanh Hóa tiếp tục xung phong ở lại phục vụ đợt 3. Đợt này, trên toàn tuyến dân công, Thanh Hóa chiếm 80% (120.000 người). Trong đợt 3, Thanh Hóa được Trung ương Đảng giao nhiệm vụ cung cấp 4.000 tấn gạo, Đảng bộ và nhân dân trong tỉnh đã quyên góp tới hạt cuối cùng nhưng vẫn còn thiếu. Nhân dân các địa phương đã sáng kiến gặt những sào lúa đã chín khoảng 50% đem về vò, tuốt, phơi khô, xay giã để có đủ số lượng đáp ứng yêu cầu chiến dịch...

Những đóng góp to lớn của Thanh Hóa trong cuộc kháng chiến chống thực dân Pháp xâm lược xứng đáng với sự khen ngợi, biểu dương của Chủ tịch Hồ Chí Minh: “Bây giờ tiếng Việt Nam đến đâu, tiếng Điện Biên Phủ đến đó. Tiếng Điện Biên Phủ đến đâu, đồng bào Thanh Hóa cũng có một phần vinh dự đến đó”.