Cuối năm 1954, đế quốc Mỹ và bè lũ tay sai, phản động trắng trợn tổ chức một cuộc di cư lớn đưa dân miền Bắc vào miền Nam, chủ yếu là đồng bào công giáo ở địa phận Phát Diệm. Cùng với toàn Đảng, toàn dân, LLVT Ninh Bình được điều động vào các tổ, đội công tác về từng thôn, xóm có đông đồng bào công giáo tuyên truyền, giải thích chính sách của Đảng và Chính phủ, vạch rõ âm mưu, thủ đoạn của kẻ thù, vận động đồng bào yên tâm ở lại xây dựng quê hương. 

Vừa tham gia các hoạt động, vừa tích cực xây dựng phát triển lực lượng. Đến cuối năm 1955 số cán bộ, đội viên du kích mới bổ sung, phát triển trong cả tỉnh lên tới 4.198 người, đưa tổng số dân quân, tự vệ lên 8.994 người, tăng 1,35 lần so với tháng 7/1954.

Trong 3 năm (1958-1960) thành tựu về xây dựng LLVT và củng cố quốc phòng của tỉnh đã có sự phát triển vượt bậc, được Chính phủ tặng thưởng Huân chương Chiến công hạng Nhất (năm 1959). Tỉnh đội 3 năm liền được Tổng cục Chính trị tặng Cờ Luân lưu "Tỉnh đội khá nhất", được 20 tỉnh trên miền Bắc ký kết giao ước thi đua. 

Bước vào kế hoạch dài hạn 5 năm (1961-1965) tỉnh đã mở cuộc vận động "Xây dựng DQTV, quân dự bị tiến nhanh, tiến mạnh, tiến vững chắc, trở thành lực lượng hậu bị hùng mạnh của quân đội chính quy, hiện đại". LLVT được Đảng bộ, chính quyền và nhân dân đặc biệt quan tâm, ngày càng được củng cố và phát triển, làm tốt vai trò xung kích trong sản xuất và bảo vệ trị an, tích cực trấn áp bọn phản động lợi dụng tôn giáo hoạt động, giữ vững an ninh chính trị. 

Miền Bắc trên đà phát triển đi lên CNXH, quan hệ sản xuất XHCN đang được củng cố và hoàn thiện thì đế quốc Mỹ sau thất bại thảm hại trong chiến lược "Chiến tranh đặc biệt" đã liều lĩnh, điên cuồng gây chiến tranh phá hoại ra miền Bắc. Với dã tâm "đưa miền Bắc trở lại thời kỳ đồ đá", ngày 5/8/1964, đế quốc Mỹ dùng máy bay và tàu chiến đánh phá một số nơi từ vĩ tuyến 17 trở ra. Ngày 22/5/1965, máy bay Mỹ ném bom khu vực Nông trường Đồng Giao, doanh trại bộ đội Trung đoàn 154, mở đầu cuộc chiến tranh phá hoại lần thứ nhất đối với Ninh Bình. Giặc Mỹ đã tàn phá, hủy diệt thị xã Ninh Bình gần như hoàn toàn, 123/125 xã, thị trấn trong tỉnh bị Mỹ ném bom bắn phá. 

 Mặc dù bị thua đau ở miền Nam và thất bại lớn trong cuộc chiến tranh phá hoại ở miền Bắc nước ta, nhưng Mỹ vẫn chưa từ bỏ âm mưu đen tối của chúng. Hòng cứu nguy cho quân ngụy, cắt đứt sự chi viện của miền Bắc cho chiến trường miền Nam, Mỹ một lần nữa đưa lực lượng không quân, hải quân Mỹ đánh phá trở lại miền Bắc. Đối với Ninh Bình, từ ngày 13/4/1972 đến ngày 26/12/1972, Mỹ sử dụng 1.177 lần máy bay đánh phá 535 trận vào 523 mục tiêu, trong đó có 201 mục tiêu giao thông, 123 mục tiêu kinh tế, 174 mục tiêu dân cư. Đê điều, các công trình thủy lợi bị oanh tạc nhiều gấp 3,1 lần so với cuộc chiến tranh phá hoại lần thứ nhất.

Đáp lời kêu gọi thiêng liêng của Bác Hồ kính yêu "Mỗi người làm việc bằng hai vì miền Nam ruột thịt…" và "Không có gì quý hơn độc lập, tự do", dưới sự lãnh đạo của Ban Chấp hành Đảng bộ tỉnh, quân và dân trong tỉnh đã đoàn kết một lòng, vượt lên bom đạn, vừa hăng hái thi đua lao động sản xuất vừa anh dũng chiến đấu bảo vệ quê hương, đánh trả quyết liệt 2 cuộc chiến tranh phá hoại bằng không quân của đế quốc Mỹ, bắn rơi 90 máy bay, tiêu diệt và bắt sống 5 giặc lái. Quân dân Ninh Bình vinh dự bắn rơi chiếc máy bay Mỹ thứ 2.700 trên bầu trời miền Bắc, hai đơn vị  ở huyện Kim Sơn là: Dân quân du kích xã Thượng Kiệm bắn rơi 2 chiếc; trung đội dân quân Kim Đài bắn rơi 5 chiếc, được Nhà nước phong tặng danh hiệu "Anh hùng LLVT Nhân dân".

Thực hiện khẩu hiệu: "Thóc không thiếu một cân, quân không thiếu một người", thanh niên Ninh Bình hưởng ứng và tích cực tham gia phong trào thanh niên "Ba sẵn sàng", phụ nữ tích cực tham gia phong trào "Ba đảm đang", quân và dân Ninh Bình đã chi viện tích cực cho tiền tuyến, từ năm 1959 đến 1975 với 39 đợt tuyển quân, tỉnh ta đã có 59.785 thanh niên tham gia vào bộ đội (gấp 5,4 lần so với thời kỳ chống Pháp) chiến đấu trên khắp các chiến trường. Nhân dân và LLVT Ninh Bình vừa tích cực tham gia chiến đấu và phục vụ chiến đấu vừa hăng say thi đua lao động sản xuất, góp phần cùng toàn dân đưa năng suất lúa mỗi năm một tăng, đảm bảo đời sống nhân dân. Từ năm 1965 đến năm 1975, nhân dân Ninh Bình đã đóng góp hàng chục vạn tấn lương thực, thực phẩm chi viện cho cách mạng miền Nam.

Xây dựng và thành lập 5 tiểu đoàn bộ binh, 12 đại đội địa phương, 2 tiểu đoàn và đại đội pháo cao xạ 37 ly, 6 đại đội súng máy 12 ly 7 và 1 trung đội 14 ly 5, 4 tiểu đoàn và 2 đại đội công binh, 2 tiểu đoàn an dưỡng và 1 tiểu đoàn thu dung. Đã bổ sung cho chiến trường và các đơn vị chủ lực 3 tiểu đoàn và 4 đại đội bộ binh, 3 đại đội và 4 khẩu đội pháo cao xạ 37 ly, 4 đại đội 12 ly 7; 1 trung đội 14 ly 5, 1 đại đội du kích tham gia chiến đấu ở Quảng Trị năm 1972, 2 tiểu đoàn công binh và 3.000 thanh niên xung phong, dân công hỏa tuyến.

Đã huy động 3,5 triệu ngày công làm trận địa và công trình quốc phòng; 245.700 ngày công bốc dỡ và bảo quản an toàn 81.284 tấn hàng quốc phòng; vận chuyển 16.186 tấn hàng vào chi viện cho tiền tuyến lớn miền Nam; hàng chục vạn ngày công làm 2.467 km hào giao thông và 945.177 hầm hố; 665.723 công lao động phục vụ chiến đấu, giao thông vận tải và phòng tránh, cấp cứu.

Trong khói bom ác liệt của quân thù, với tinh thần không để mạch máu giao thông bị tắc, quân và dân Ninh Bình đã huy động 25.688 ngày công sửa chữa đường cũ, làm 8 tuyến đường giao thông mới, 18 km cầu đường bộ, 2 km cầu đường sắt, mở thêm 70 km đường bộ và 18 km đường sắt.

Tổ chức và nuôi dưỡng 1.480 thương binh, bệnh binh nặng từ chiến trường trở về; đỡ đầu nuôi dạy hơn 4.000 con em của tỉnh Quảng Bình và Vĩnh Linh (Quảng Trị) - tuyến lửa anh hùng ra học tập tại tỉnh Ninh Bình.   

Trải qua 21 năm kháng chiến vô cùng gay go, quyết liệt, với những hy sinh to lớn, Đảng bộ quân và dân Ninh Bình đã cùng với cả nước giành thắng lợi trọn vẹn với Chiến dịch Hồ Chí Minh lịch sử, giải phóng miền Nam, thống nhất đất nước, đi lên xây dựng XHCN.

Với những thành tích xuất sắc, Đảng bộ, chính quyền và nhân dân tỉnh Ninh Bình đã được Đảng, Nhà nước phong tặng danh hiệu Anh hùng lực lượng vũ trang nhân dân và 3 lần được tặng thưởng Huân chương Độc lập hạng Nhất, nhiều tập thể và cá nhân được phong tặng danh hiệu Anh hùng lực lượng vũ trang nhân dân và nhiều phần thưởng cao quý khác. 

Phát huy những thành tích đã đạt được, Đảng bộ, quân và dân Ninh Bình nỗ lực, phấn đấu thi đua thực hiện thắng lợi Nghị quyết Đại hội đại biểu Đảng bộ tỉnh lần thứ XXII, Nghị quyết Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIII của Đảng đã đề ra, quyết tâm xây dựng quê hương Ninh Bình ngày càng giàu đẹp, văn minh.