L'inizio della Seconda Guerra Mondiale servì da principale catalizzatore per un periodo senza precedenti di innovazione ed espansione sia per la Lockheed Aircraft Company che per la Glenn L. Martin Company. Il conflitto globale trasformò l'industria aerospaziale da una nicchia specializzata in una potenza della produzione di massa, con i governi che richiedevano aerei su scala senza precedenti per sostenere lo sforzo bellico degli Alleati. Questo periodo vide un'immensa iniezione di capitale nel settore, guidando rapidi progressi tecnologici e mobilitazione industriale. Entrambe le aziende, avendo stabilito le proprie capacità ingegneristiche e capacità produttive durante il periodo tra le due guerre e attraverso i primi contratti di difesa come il Lend-Lease Act, erano strategicamente posizionate per soddisfare questa domanda crescente, portando a una significativa crescita e allo sviluppo di aerei iconici che avrebbero definito le loro eredità. L'intera base industriale statunitense si orientò verso la produzione militare, con l'industria aeronautica in prima linea in questa trasformazione, diventando il settore manifatturiero più grande per valore.
Per Lockheed, il P-38 Lightning rappresentava una svolta monumentale nel design degli aerei da combattimento. Questo distintivo caccia a doppio boom, rinomato per le sue prestazioni formidabili, divenne un asset critico per le forze aeree alleate in diversi teatri di guerra, in particolare nel Pacifico. Il suo design unico, che integrava due potenti motori e una nacelle centrale per la cabina di pilotaggio e l'armamento, offriva eccezionale velocità, lunga autonomia e pesante potenza di fuoco, rendendolo adatto a ruoli diversi tra cui intercettazione, bombardamento in picchiata, attacco a terra e missioni cruciali di fotoreconoscimento. La produzione di massa del P-38, insieme al P-39 Aircobra (prodotto su licenza dalla Bell Aircraft) e al bombardiere Hudson, richiese un drammatico ampliamento delle operazioni di produzione di Lockheed. La forza lavoro dell'azienda si espanse esponenzialmente da circa 30.000 dipendenti nel 1940 a oltre 90.000 al suo picco nel 1943. Ciò richiese un significativo ampliamento delle strutture di Burbank, California, e l'istituzione di ulteriori stabilimenti satellite, trasformando Lockheed in uno dei più grandi produttori di aerei negli Stati Uniti, con ricavi annuali che passarono da 150 milioni di dollari nel 1940 a oltre 1,5 miliardi di dollari entro il 1944.
La Glenn L. Martin Company ottenne anch'essa importanti progressi attraverso i suoi sostanziali contributi allo sforzo bellico. Il bombardiere medio Martin B-26 Marauder divenne un aereo altamente efficace e ampiamente utilizzato, noto per la sua velocità e straordinaria durabilità in combattimento. Nonostante le preoccupazioni iniziali riguardo alla sua alta velocità di atterraggio e alla percepita difficoltà per i piloti inesperti, che gli valsero il soprannome di "Widowmaker", un rigoroso addestramento dei piloti e aggiustamenti operativi dimostrarono infine che il B-26 aveva uno dei tassi di perdita più bassi tra i bombardieri americani nel teatro europeo. Oltre 5.000 B-26 furono prodotti, dimostrando la capacità di Martin di una produzione ad alto volume. Oltre al B-26, Martin svolse un ruolo cruciale nella produzione del bombardiere pesante B-29 Superfortress su licenza dalla Boeing, richiedendo ulteriori massicci investimenti in infrastrutture industriali e linee di assemblaggio presso il suo stabilimento di Baltimora, Maryland. Questo volume di produzione bellica, che vide la sua forza lavoro crescere da circa 10.000 a oltre 50.000 dipendenti, consolidò lo status di Martin come appaltatore di difesa di alto livello.
L'immediato dopoguerra presentò un nuovo insieme di sfide e opportunità per l'industria aerospaziale. Con la cessazione delle ostilità, l'immensa domanda di aerei militari diminuì drasticamente, portando a un crollo di oltre il 90% negli ordini governativi entro il 1946 e richiedendo un cambiamento strategico per la maggior parte dei produttori. Lockheed riuscì a trasferire con successo una parte significativa della sua esperienza bellica al settore dell'aviazione commerciale, in particolare con il L-049 Constellation. Questo elegante e tecnologicamente avanzato aereo di linea, inizialmente sviluppato con il contributo di Howard Hughes, presentava una cabina pressurizzata, una coda tripla e un'autonomia estesa, offrendo un comfort e una velocità senza precedenti per i viaggi aerei. Il Constellation divenne rapidamente un pilastro per le principali compagnie aeree a livello globale, sfidando direttamente il dominio di mercato della serie DC-4, DC-6 e DC-7 della Douglas. Segnò la presenza duratura di Lockheed nel fiorente mercato dei viaggi aerei commerciali, fornendo un flusso di entrate critico e sfruttando le lezioni ingegneristiche belliche per le esigenze civili durante l'adattamento dell'industria nel dopoguerra. Oltre 80 Constellation commerciali furono consegnati entro il 1947, per un totale di 338 tra vari modelli, contribuendo a sostenere la divisione commerciale di Lockheed.
Mentre Lockheed trovò un notevole successo negli aerei commerciali, la Glenn L. Martin affrontò una transizione più difficile. Il suo forte focus sui grandi bombardieri militari non si tradusse altrettanto facilmente in una linea di prodotti commerciali post-bellici, specialmente in un mercato inondato di aerei da trasporto militari in surplus e di intensa concorrenza da parte di attori consolidati. I primi tentativi di aerei di linea commerciali, come il Martin 2-0-2 e il 4-0-4 a motore twin, non raggiunsero la stessa dominanza di mercato del Constellation di Lockheed e non riuscirono nemmeno a competere efficacemente contro la serie 240/340 della Convair, incontrando sfide nelle vendite e nell'efficacia dei costi operativi. Di conseguenza, la Glenn L. Martin Company subì una significativa contrazione finanziaria alla fine degli anni '40 e iniziò a diversificare il proprio portafoglio in modo più aggressivo. Riconoscendo che il panorama emergente della Guerra Fredda avrebbe dato priorità a nuove tecnologie, Martin spostò strategicamente il suo focus verso missili guidati, razzi ed elettronica. Questa riorientazione, avviata durante un periodo di redditività in calo, pose le basi critiche per il futuro dominio di Martin nei sistemi spaziali e missilistici, allontanandosi dalla sua tradizionale base di produzione di fusoliere. I primi progetti includevano la serie di razzi sonde Viking e il missile da crociera Matador, segnando questo cambiamento.
L'era della Guerra Fredda, iniziata alla fine degli anni '40 con l'escalation delle tensioni geopolitiche, avviò un altro prolungato periodo di intensa spesa per la difesa e competizione tecnologica, plasmando fondamentalmente entrambe le aziende. Lockheed istituì la sua leggendaria unità Skunk Works (Progetti di Sviluppo Avanzato), inizialmente formata durante la Seconda Guerra Mondiale per il P-80 Shooting Star. Ristabilita a metà degli anni '50 sotto la leadership visionaria di Clarence 'Kelly' Johnson, questa divisione altamente segreta divenne un centro per l'innovazione radicale, rinomata per la sua burocrazia snella e i rapidi cicli di sviluppo. Skunk Works fu responsabile dello sviluppo di aerei da ricognizione all'avanguardia come l'aereo spia U-2 a metà degli anni '50, capace di sorveglianza ad alta quota senza precedenti, e l'aereo da ricognizione SR-71 Blackbird Mach 3+ negli anni '60. Questi progetti superarono i limiti assoluti dell'aerodinamica, della propulsione e della scienza dei materiali, incorporando notevolmente una costruzione in titanio estesa per l'SR-71 per resistere a stress termici estremi. Tali progressi, spesso finanziati da contratti governativi riservati, consolidarono la reputazione di Lockheed per l'ingegneria aerospaziale avanzata e le capacità strategiche, rendendola un asset critico nell'intelligence nazionale.
Allo stesso tempo, la Glenn L. Martin Company, avendo navigato con successo la sua difficile transizione post-bellica, divenne un attore di primo piano nei programmi missilistici e spaziali in espansione della nazione. L'azienda fu strumentale nello sviluppo dei primi missili balistici intercontinentali (ICBM) come la serie Titan, che erano componenti vitali della strategia di deterrenza nucleare degli Stati Uniti e progettati per contrastare le percepite minacce sovietiche. Il Titan I a due stadi e successivamente il più potente Titan II a propellente stoccabile furono dispiegati in silos sotterranei rinforzati, rappresentando un significativo balzo tecnologico nell'armamento strategico. Il programma Titan vide successivamente i suoi missili adattati come veicoli di lancio altamente affidabili per missioni critiche della NASA, incluso il programma Project Gemini, che condusse voli orbitali con equipaggio in preparazione per le missioni lunari Apollo. L'esperienza di Martin nella razzi di grande scala, integrazione di sistemi complessi e gestione di programmi lo posizionò in prima linea nella corsa allo spazio e nello sviluppo di deterrenti strategici. Alla fine di questo periodo, sia Lockheed che Martin si erano evoluti in attori significativi del mercato, ciascuno dominando segmenti diversi, ma complementari, dell'industria aerospaziale e della difesa, preparando il terreno per una futura consolidazione all'interno di un paesaggio tecnologico e geopolitico in rapida evoluzione.