По состоянию на 15 июля 1929 года в Орле было закрыто 17 церквей, 2 монастыря, 9 часовен и молитвенных домов. Однако 18 православных храмов оставались действующими. О начале новой волны преследований духовенства и закрытия церквей говорило и то, что в этот период, 1928 — 1929 годы, на Орловщине служил не только правящий архиерей — Николай (Могилевский), но и ещё пять других владык: в Кафедральном Покровском соборе архиепископ Серапион (Сперанцев), епископы Анатолий (Левицкий), Петр (Успенский), Николай (Рубцов), проживавшие в Покровской сторожке, а также епископ Андрей (Кванин), располагавшийся в сторожке Богоявленской церкви. Пребывание такого числа епископата Русской Церкви в губернском городе объяснялось началом новой волны закрытия храмов и преследования священнослужителей советской властью, считают историки.
С января 1930 года развернулась новая кампания по закрытию церквей в Орле. К маю 1931 года в городе из 40 церквей и часовен оставались действующими только 15. «Из них обновленческие — Покровская соборная, Николо-Ильинская, Богоявленская, Иоанно-Крестительская и Троицкая кладбищенские; староцерковные — Ахтырская, Васильевская, Воскресенская, Михаило-Архангельская, Николо-Рыбная, Сретенско-Георгиевская, Смоленская, Успенско-Единоверческая, Афанасьевская и Сергиевская кладбищенские».
После смерти В.И.Ленина и изгнания из СССР Л.Д.Троцкого антицерковную политику продолжил И.В.Сталин. 15 мая 1932 года за его подписью была объявлена антирелигиозная «безбожная пятилетка». К 1 мая 1937 года, в соответствии с её планами, на всей территории СССР «имя Бога должно быть забыто». Преследованиям стали подвергаться не только священнослужители, но и члены их семей. Их лишали избирательных прав, увольняли с работы.
В эти же годы широкое распространение получают фабрикация уголовных и политических дел, обвинения в контрреволюционных заговорах священнослужителей, монашествующих, простых верующих. Так, уже осенью 1932 года сотрудниками ОГПУ была «раскрыта» «контрреволюционная церковно-монархическая организация» «Ревнители церкви». По делу проходили 3 епископа, 127 священников и диаконов, 106 монахов и монахинь, миряне. В настоящее время все они реабилитированы. В конце 1932 — начале 1933 года была «раскрыта» и ликвидирована другая церковно-монархическая организация. По делу проходило 50 человек, из них 36 — священнослужители. 3 мая 1933 года за антисоветскую агитацию, направленную к подрыву политики партии и советской власти, все они были приговорены к различным срокам заключения. В 1989 году — реабилитированы.
Особый размах репрессии приняли во второй половине 30-х годов. В это время пострадали и многие орловские Владыки. Менее месяца управлял Орловской епархией епископ Серафим (Протопопов). В последний день сентября 1935 г. архипастырь возводится в сан архиепископа Орловского, но уже 19 октября назначается архиепископом Елецким и Задонским. Жизнь архиерея, как и многих других клириков и мирян, подошла к концу в страшном тридцать седьмом: в начале марта он был арестован и расстрелян.
Епископ Александр (Торопов Алексей Александрович) в сентябре 1935 года получает в управление Липецкий викариат Орловской епархии. В 1937 году Владыка арестовывается в Липецке и в числе двадцати священнослужителей приговаривается к расстрелу. 15 октября 1937 г. закончился его земной путь.
Епископ Артемон (Евстратов) 30 сентября 1935 г. был назначен епископом Елецким, викарием Орловской епархии. Спустя три недели, 19 октября 1935 г., он сменяет епископа Серафима на Орловской кафедре, а через месяц, в ноябре 1935 года становится епископом Курским. В 1937 году епископ Курский и Обонянский Артемон арестовывается и приговором Тройки при УНКВД по курской области от 04.12.37 года приговаривается к расстрелу.
Владыка Иннокентий (Никифоров) стал епископом Орловским в 1936 году. 4 декабря 1937 г. он был приговорен к расстрелу тройкой УНКВД по Курской области, в тот же день приговор был приведен в исполнение.
Трагической была судьба и епископа Даниила (Троицкого). По имеющейся информации, весной 1934 года он вновь арестовывается, и осенью 1934 года или в 1935 году умирает от тифа в брянской тюрьме. Уже упоминавшийся Высокопреосвященный Александр (Щукин), назначенный в сентябре 1936 года архиепископом Семипалатинским, в августе 1937 года был арестован, и решением тройки УНКВД от 28.11.37 приговорен к расстрелу за контрреволюционную агитацию. Бывший Орловский епископ Серафим (Остроумов) постановлением Особого совещания при НКВД СССР от 27.03.1937 г. за участие в контрреволюционной группе приговаривается к пяти годам лагерей. Но, так как этого показалось мало, решением тройки УНКВД Смоленской области от 28.11.1937 г. — в нарушение закона, без отмены ранее вынесенного приговора, Владыка был приговорен за ту же вину к расстрелу и спустя десять дней убит. Бывший епископ Елецкий Амвросий (Смирнов Алексей Степанович) в 1937 году умер в заключении. Не менее печальная участь постигла и другого видного представителя Русской Православной Церкви — митрополита Серафима (Чичагова Леонида Михайловича), бывшего в 1906-1908 гг. епископом Орловским и Севским. В возрасте 81 года Владыку Серафима, больного, еле передвигавшегося, арестовали по обвинению в контрреволюционной монархической агитации. До ареста он жил на подмосковной станции Удельная. Постановлением Особой тройки УНКВД от 7 декабря 1937 года Владыка Серафим был приговорен к расстрелу, который привели в исполнение 11 декабря 1937 года. Священномученик похоронен в Бутово.
В тот период в Орле только по приговору особой тройки НКВД осуждено 1667 так называемых «церковников и сектантов», из них 1330 приговорено к расстрелу. Всего же за политические преступления, по далеко не полным данным, с августа-октября 1937 по 1941 год на Орловщине было арестовано и осуждено 23414 (1922) человека, приговорено к расстрелу — 1209 священнослужителей и верующих, а к различным срокам лагерей — 713 человек. Кроме того, в 1938 году административную ссылку в Орле отбывало 360 священнослужителей из других областей.
В результате этих гонений к 1941 году практически все духовенство было ликвидировано. На свободе остались в основном те, кто своевременно успел отказаться от сана и перейти работать в советские организации. Кроме гонений на представителей церкви, с 1938 года продолжается массовое закрытие храмов. При оргкомитете ВЦИК по Орловской области 17 января 1938 года была утверждена новая комиссия по делам культа, в задачу которой входила подготовка материалов по закрытию храмов. В Орле прекращается служба в Никитско-Ахтырской и Иоанно-Крестительской церквях, а 25 июня 1941 года в городе была закрыта и последняя ещё действующая церковь Воскресения Христова на Афанасьевском кладбище. В современных границах Орловщины открытыми оставались всего три православных храма: один — Рождественский - в городе Болхове, другой — Никольский — в селе Лепешкино Орловского района и третий — Воскресенский - в городе Орле на Афанасьевском кладбище, закрытый 25 июня 1941 года по решению горисполкома. Накануне войны деятельность Русской Церкви была практически прекращена.
В начале Великой Отечественной войны Русская Православная Церковь в лице митрополита Сергия обратилась к духовенству и верующим с призывом встать на защиту Отечества. Начался сбор средств для защиты Родины. Однако, как это ни покажется странным, в начале войны преследования духовенства и верующих заметно усилились — так, в Орловской области в июне было арестовано 2 человека, в июле — 3, в августе — 19, в сентябре — 23; из них 11 человек были приговорены к расстрелу, а остальные к различным срокам заключения.
3 октября 1943 года германские войска вступили в Орел. Большая часть Орловщины была оккупирована гитлеровцами. Германское командование не препятствовало восстановлению церквей и церковной жизни, но под надзором оккупационных властей. К 1943 году, по неполным данным, в области действовало или готовилось к освящению 34 храма.
Фашистская пропаганда преподносила это как заботу властей о русской Церкви и русской культуре. Подавляющее большинство священников отказывалось от сотрудничества с немцами и, по мере сил и возможностей, боролось с врагом. Так, например, известный орловский врач В.И.Турбин, тайно принявший монашество ещё в 30-е годы, был одним из руководителей подпольного госпиталя, в котором лечили больных красноармейцев-военнопленных, а потом переправляли их через линию фронта. В 1966 году он получил награду — медаль «За отвагу». Несколько священников, как Орлов и Оболенский, погибли от рук захватчиков.
С освобождением области от оккупации православное духовенство поддержало призыв митрополита Сергия и приняло непосредственное участие в патриотической работе по сбору средств в Фонд обороны страны, выступило с соответствующими проповедями. Только в городе Орле за период с сентября 1943 года по январь 1944 года собрали в Фонд обороны, на детей-сирот и раненых бойцов: Богоявленский собор — 32 722 рубля, Иоанно-Крестительская церковь — 29 800 рублей, Никитская — 11 196 рублей, Воскресения Христова на Афанасьевском кладбище — 7 181 рубль, Троицкая — 1 932 рубля. С 1944 года приступили к сбору денег на постройку танковой колонны им. Димитрия Донского и подарков для бойцов Красной Армии. 14 апреля 1944 года один Богоявленский собор для этой цели сдал 100 тысяч рублей, а всего православные общины семи церквей города Орла и города Болхова сдали наличными деньгами 305 тысяч рублей. Всего в Фонд обороны, по неполным данным, с сентября 1943 года по апрель 1946 года церковные общины сдали 1 миллион 634 тысячи 788 рублей, а также большое количество продуктов, теплых вещей, полотна, которые передали представителям фронта, детских домов и госпиталей.
В 1945 году была образована Орловско-Брянская епархия.