Nalot na Wieluń Niemcy przeprowadzili nagle, bez wypowiedzenia wojny. Przypuszcza się, że zależało im na wywołaniu paniki, strachu i chaosu wśród bezbronnych mieszkańców, przetestowaniu nowych samolotów Ju 87B, tak zwanych stukasów, a także pokazaniu światu, na co stać ich siły powietrzne. Na miasto spadło 380 bomb o łącznej wadze 46 ton. Zginęło co najmniej 1200 osób. Niektóre źródła podają nawet liczbę 2000 ofiar śmiertelnych. Zidentyfikować udało się jedynie 161 osób. Bombardowanie trwało nawet wtedy, gdy płonęła już większość budynków, do godziny 14.00. Miasto wraz z zabytkowym centrum zostało niemal doszczętnie zniszczone.

Wieluń nie miał obrony przeciwlotniczej i nie stacjonowały w nim polskie wojska. Dlatego historycy mówią o ataku terrorystycznym lub zbrodni wojennej.

Jako pierwszy został zbombardowany Szpital Wszystkich Świętych, mimo że był ozna­czony emblematami Czerwonego Krzyża i zgodnie z konwencjami międzynarodowymi podlegał szczególnej ochronie. W budynku szpitala zginęły 32 osoby, w tym 26 chorych. Były to pierwsze ofiary niemieckich nalotów podczas II wojny światowej. Kolejnym celem był najstarszy wieluński kościół parafialny pod wezwaniem Świętego Michała Archanioła z XIII wieku, potem XIX-wieczna synagoga i wiele innych zabytków. Po bombardowaniach na starym rynku ocalało jedynie kolegium pijarów. Straty w samym centrum sięgały 90 procent. Wieluń był miastem, które poniosło największe straty w pierwszych dniach II wojny światowej.

Po kampanii wrześniowej miasto włączono do III Rzeszy. Ludność żydowska została zamknięta w getcie, a następnie wymordowana w obozach koncentracyjnych. W styczniu 1945 roku Wieluń zdobyły wojska radzieckie.