यूक्रेन को युद्ध से भारी क्षति हुई थी, और इसे पुनर्वास के लिए अधिक प्रयासों की आवश्यकता थी। 700 से अधिक शहरों और कस्बे और 28,000 से अधिक गांव नष्ट हो चुके थे। 1946-47 में आये सूखे और युद्धकाल में नष्ट हुए बुनियादी सुविधाओं के कारण आये अकाल से स्थिति और बिगड़ गई। अकाल से हुए मौत की संख्या लाखो में थी। 1945 में, यूक्रेनी एसएसआर संयुक्त राष्ट्र संगठन के संस्थापक सदस्यों में से एक था। युद्ध के बाद के नए विस्तारित सोवियत संघ में जाति संहार को बढ़ावा मिला। 1 जनवरी 1953 तक, 20% से अधिक वयस्कों के "विशेष निर्वासन" में रूस के बाद यूक्रेनियन का ही स्थान था। इसके अलावा, यूक्रेन के 450,000 से अधिक जर्मन मूल और 200,000 से अधिक क्रीमिया तातारों को निर्वासन के लिए मजबूर किया गया।

1953 में स्टालिन की मृत्यु के बाद, निकिता ख्रुश्चेव सोवियत संघ के नए नेता बने। 1938-49 में यूक्रेनी एसएसआर कम्युनिस्ट पार्टी के प्रमुख सचिव रह चुके ख्रुश्चेव यहाँ के गणराज्य से भली-भांति परिचित थे; संघ के नेता बनते ही, उन्होंने यूक्रेनी और रूसी राष्ट्रों के बीच दोस्ती को बढ़ावा दिया। 1954 में, पेरेसास्लाव की संधि की 300 वीं वर्षगांठ को व्यापक रूप से मनाया गया। क्रीमिया को रूसी एसएफएसआर से यूक्रेनी एसएसआर को स्थानांतरित कर दिया गया। 1950 तक, यूक्रेन ने उद्योग और उत्पादन में युद्ध के पूर्व के स्तर को पार कर लिया। 1946-1950 की पंचवर्षीय योजना के दौरान, सोवियत बजट का लगभग 20%, सोवियत यूक्रेन में निवेश किया गया था, जोकि युद्ध-पूर्व योजना से 5% अधिक था। नतीजतन, यूक्रेनी जनबल 1940 से 1955 तक 33.2% बढ़ गया, जबकि इसी अवधि में औद्योगिक उत्पादन में 2.2 गुना की वृद्धि हुई।

सोवियत यूक्रेन जल्द ही औद्योगिक उत्पादन में यूरोप को पीछे छोड़ दिया, और साथ ही सोवियत में हथियार उद्योग और उच्च तकनीक अनुसंधान का एक महत्वपूर्ण केंद्र बन गया। इस तरह की एक महत्वपूर्ण भूमिका के परिणामस्वरूप स्थानीय अभिजात वर्ग को एक बड़ा प्रभाव हासिल हो गया। सोवियत नेतृत्व के कई सदस्य यूक्रेन से आए, जिसमे सबसे खास तौर पर लियोनिद ब्रेझ़नेव थे। बाद में जिन्होंने ख्रुश्चेव को हटा कर 1964 से 1982 तक सोवियत नेता बन रहे। कई प्रमुख सोवियत खिलाड़ी, वैज्ञानिक और कलाकार यूक्रेन से आए थे। 

26 अप्रैल 1986 को, चेर्नोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र के एक रिएक्टर में विस्फोट हुआ, परिणामस्वरूप चेर्नोबिल दुर्घटना, इतिहास का सबसे खराब परमाणु रिएक्टर दुर्घटना मन जाता हैं। दुर्घटना के समय, 7 मिलियन लोग उस क्षेत्रों में रहते थे, जिसमें यूक्रेन के 2.2 मिलियन लोग शामिल थे। दुर्घटना के बाद, एक नया शहर स्लावुतच, प्रदूषित क्षेत्र के बाहर बनाया गया और संयंत्र के कर्मचारियों का वह बसाया गया, जिसे आगे चल कर सन 2000 में सेवा मुक्त कर दिया गया। विश्व स्वास्थ्य संगठन के एक रिपोर्ट के अनुसार 56 मौते प्रत्यक्ष से दुर्घटना के समय हुई, तथा आगे चल कर 4,000 अतिरिक्त मृत्यु कैंसर के कारण हुई।

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