Odporniško gibanje je osvoboditev Ljubljane za krajši čas načrtovalo že ob kapitulaciji Italije. Osvoboditev naj bi izvedli v kombinaciji partizanskega napada in notranjega odpora ter tako omogočili osvoboditev jetnikov ter evakuacijo ljudi in materiala. Na koncu so načrt za splošno vstajo ocenili kot preveč tvegan, prav tako mesta zaradi njegovega pomena ne bi mogli obdržati. Je pa vodstvo odporniškega gibanja vse do konca vojne še naprej tehtalo možnosti za partizanski napad.
Proti koncu vojne se je vojaški pomen Ljubljane zelo povečal, s prisilnim delom je Rupnikova pokrajinska uprava gradila obrambni sistem.
Ljubljana ni bila prizorišče glavnih zaključnih operacij na Balkanu, so se pa oddelki Narodne zaščite v mestu temeljito pripravili na zadnje boje in osvoboditev. Odporniška organizacija je praktično za vsakega prebivalca določila nalogo pri osvoboditvi in sprejemu partizanov – sešili so več tisoč zastav, pripravili papirnate zastave in transparente, zbirali zadnje ostanke živil in cigaret. Vse je bilo pripravljeno za sprejem narodnoosvobodilne vlade in drugih organov oblasti, v tajnosti se je tiskala osvobodilna številka Slovenskega poročevalca, načrtovali so tudi prevzem radia.
Partizanske enote so se približale Ljubljani v začetku maja 1945. Na obrambni črti Sostro–Zadvor–Orle so jih pričakale nemške policijske in SS enote ter več bataljonov domobrancev. Na Ljubljanskem gradu so bile težka artilerijska baterija in topniške posadke, ki so med partizani povzročile velike izgube. Podobno je bilo tudi na Golovcu, Šišenskem hribu, Barju in pri Iški vasi. Z juriši in bombami so partizani zavzemali jarek za jarkom, utrdbo za utrdbo. Boji so potekali od 7. do 9. maja, dva dni brez predaha. Najbolj srditi so bili z domobranci na Orlah, kjer so partizani uspeli prebiti blokado okrog treh zjutraj. Glavnino napada na Ljubljano so izvedle enote 29. hercegovske udarne divizije in slovenskega 7. korpusa – tedaj že del Jugoslovanske armade (JA). Nemške in domobranske enote so se 9. maja, ko je začela veljati nemška kapitulacija, umaknile skozi vrzel proti Kamniku in Kranju ter nato naprej skozi nedavno tega prebiti predor pod vrhom prelaza Ljubelj na avstrijsko Koroško. Ob petih uri zjutraj se je oglasila sirena na glavnem kolodvoru, na Ljubljanskem gradu pa je bila obešena velika zastava z rdečo peterokrako zvezdo. Ob pol sedmih se je oglasila kukavica Radia svobodna Ljubljana, zazvonili so zvonovi ljubljanskih cerkva. Prve partizanske enote 29. hercegovske divizije in 7. korpusa so, skupaj z oficirsko šolo, zmagoslavno vkorakale v mesto okrog šestih zjutraj. Čeprav je Ljubljano iz različnih smeri osvobodilo več enot skupaj, je simbolna fotografija osvoboditve postala tista, ki prikazuje 22-letnega komandanta Ljubljanske brigade, Alojza Kajina, kako je s svojim štabom na belem konju prijezdil v središče Ljubljane.
Naslednjega dne, 10. maja, je v Ljubljano prišla tudi Narodna vlada Slovenije. Z balkona univerze so spregovorili tedaj najbolj znani slovenski pesnik in pripadnik osvobodilnega gibanja Oton Župančič, predsednik IO OF Josip Vidmar in predsednik vlade Boris Kidrič. Slovensko vodstvo je na Kongresnem trgu pričakala velikanska množica z zastavami, napisi in cvetjem. 26. maja se je veličastno zborovanje ponovilo: v Ljubljani je imel na balkonu univerze zgodovinski govor predsednik začasne vlade, obrambni minister Demokratične federativne Jugoslavije in vrhovni poveljnik JA – maršal Josip Broz - Tito.
Ljubljana je bila obmejno mesto fašistične Italije in nacistične Nemčije od maja 1941 do septembra 1943 (formalno je meja sicer obstajala do konca vojne), v okupacijskem obroču pa kar 1170 dni. Takoj po osvoboditvi so prebivalci začeli žične ograje, minska polja, stražne stolpe, bunkerje in postojanke tako na ožjem obroču okrog mesta kot na širšem zunanjem obroču postojank MVAC in na italijansko-nemški meji odstranjevati.
