Спустя три года немецкие войска, устремившись к Москве, поставили себе целью уничтожить завод. Ведь если бы он прекратил работу, защитники столицы остались бы без горючего для автомобилей, танков и самолётов. Десятки фашистских самолётов пытались прорваться к подмосковной Капотне. Бомбардировки не прекращались ни днем, ни ночью.
— Фашисты летали бомбить даже ночью, и первыми сбрасывали осветительные бомбы на парашютах, — рассказывает ветеран завода Геннадий Кузовлёв. — Бойцы гасили их меткими выстрелами. А потом в борьбу с «зажигалками» вступала заводская пожарная команда.
Эвакуировать завод было невозможно — он находился в логистическом центре страны и не мог прекратить работу. Тогда инженеры предложили пойти на хитрость. Недалеко от настоящего завода построили так называемый фальш-завод — огромный макет предприятия из фанеры в натуральную величину. Для этой работы привлекли архитекторов, среди которых, по некоторым сведениям, был Юрий Шевердяев, который после войны строил кинотеатр «Россия» и Центральный дом художника на Крымском Валу.
В строительстве участвовало около двух тысяч человек. Бутафорский завод расположили километрах в трёх от настоящего.
— Там сделали подсветку, расставили бочки по территории завода, наполнили остатками мазута и жгли. И сверху оставалась полная иллюзия, что там и есть завод. После того как его построили, только туда и ложились бомбы, — вспоминает ветеран Московского НПЗ Борис Солодов.
Фашистские стервятники несколько месяцев «утюжили» фанерную индустрию, а в это время настоящий завод исправно снабжал фронт горючим — топливом победы. В самые тревожные дни Битвы за Москву прямо на территории даже организовали заправку для танков. За героический труд коллективу завода во время войны присуждалось переходящее Красное знамя Государственного комитета обороны СССР. Награду предприятие получало 14 раз. Знамя до сих пор хранится на заводе.