A második világháborúban felrobbantották Budapest összes hídját, 1945. január 18-án, utolsóként került sor az Erzsébet hídra és a Lánchídra.

Valamennyi lánckamrában elhelyezték a robbanóanyagot, de ezek közül csak a pesti oldalon lévők robbantak fel. A horgonyzásukat elvesztett láncok a kamrából kiszakadtak és a mederpillérek tetején található mozgósarukat magukkal rántva törték át a főpárkányt tartó falazatot, amely ezáltal labilis helyzetbe került. A függesztőrudak egymásután elszakadtak, és először a híd pesti, majd a középső nyílása a Dunába zuhant. A budai nyílás pályája csak kettétört és belecsúszott a vízbe, mivel itt a lánc csupán három métert mozdult el a pesti huszonöt méterrel ellentétben. A pesti horgonykamra teljesen elpusztult, a budai csodával határos módon ép maradt. A felszerelt robbanószerkezet 1948-ban, a vízzel elárasztott kamra víztelenítésekor került elő, teljesen szétázva.

1947. tavaszán született meg a Lánchíd újjáépítésére vonatkozó döntés. Az ország népe ezt megtudván összefogásba kezdett, megalakult a Lánchíd Bizottság, amely ismertette az újjáépítéssel kapcsolatos nehézségeket és felhívást tett közzé az építkezés anyagi támogatására. A munkálatok szinte azonnal megkezdődhettek a sok, még külföldről is beérkezett felajánlás segítségével.

Először a roncsok helyét kellett megállapítani, majd azokat a vízből kiemelni. A csupán csekély sérülést elszenvedett középső hídnyílás merevítőtartóját a sok állványozást és a hosszadalmas munkálatokat elkerülendő, több, nagyobb darabban emelték ki, úszódaruk segítségével. Utána következtek a láncok. A felszínre hozott anyagok alapos vizsgálata fény derített arra, hogy a láncok és egyéb szerkezeti elemek anyaga kifogástalan. A terveken kismértékben változtattak csak az újjáépítés során. Hogy két egymással szemben haladó autóbusz elférjen egymás mellett, kibővítették a pillérek kapuzatait. Ez tiltakozást eredményezett egyes műemlékvédők körében. A helyreállítást irányító Széchy Károly értekezletet hívott össze elfogadható kompromisszum kidolgozására, ahol négy előterjesztett javaslatot vizsgáltak meg forgalmi és esztétikai szempontból. Az elfogadott tervváltozatban a kiszélesített alapvonalhoz csatlakozó falsík párhuzamos a pillér külső falsíkjával, érintőlegesen csatlakozik a kapuzat felső körívéhez, a párkánynál enyhe beugrást alkotva. A párkány alatti domborítás és a lábazat kiképzése elmaradt. Ezt előnyösnek ítélték meg a kiszélesítés szempontjából, valamint esztétikailag is jó minősítést nyert, mivel a belső, sima megdolgozás sziklába vájt kapu hatását adja. A munka végeztével a tervezők elismerésben részesültek. Eldöntötték azt is, hogy a vámszedőházakat nem építik újjá, valamint a budai hídfő előtti teret kibővítik. A kocsipályát a kapuzatnál a korábbi 5,4-ről 6,45 méterre szélesítették. Mindkét hídfőben gyalogos átjárót építettek, valamint a pesti hídfőben a tönkrement lánckamra teljes átépítésével egyetemben a villamos aluljárójának építését is elvégezték.

A híd tartószerkezete az 1914-15. évitől eltér abban, hogy a kocsipálya alatti hossztartók tetejére hegesztett karmok hordozzák a vasbeton pályalemezt és a kétrétegű hengeraszfalt-burkolatot. A régi láncok 76%-át fel lehetett használni, az elpusztultakat (590 t) az eredetivel megegyező szénacélból utángyártották. A többi szerkezeti elemhez 660 t öntöttvasat és kovácsolt acélt használtak fel. Az új merevítőtartó 36.24.12 minőségű folytvasból készült (1680 t). Az új szerkezet miatt lehetőség nyílt a kocsipálya hossz-szelvényének kiigazítására, valamint a pilléreknél a hossz-szelvény töréseinek kiküszöbölésére. A Clark-féle, eredeti hídterveknek megfelelően a pilléreken, a kapuzatok alatt vízszintesen vezetett át az úttest, s e vízszintes szakaszokhoz enyhe töréssel csatlakozott a parthoz lefelé és a Duna közepe irányában felfelé vezető, enyhe lejtésű útszakasz. A lovaskocsi-forgalom idején nem tűntek fel ezek a zökkenők, de a gépjárművek forgalmát már zavarták. Az átépítés után a hídpálya hossz-szelvénye törés nélküli folyamatos vonal lett, a merevítőtartó pedig továbbra is nyílásonként külön-külön kéttámaszú tartó maradt. Korszerű számítási módszer tette lehetővé, hogy az új híd acélszerkezetének önsúlya (5000 t, ebből 2600 t új szerkezet) 200 tonnával legyen kevesebb az előzőnél.

Mivel az újjáépítéskor nem volt idő a láncok hagyományos, állványról történő szerelésére – mint 1914-ben –, így változtattak a sorrenden. Elsőként a merevítőtartót az előzőleg levert cölöpjármokra helyezték úszódaruk segítségével, majd átmenetileg megerősítették, hogy a láncok szerelésénél jelentkező többletteher elviselésére képesek legyenek. A budai nyílásban roskadtan erősítették meg a merevítőtartót, hogy ezzel időt nyerjenek. Erről szerelték a láncokat még 1947-ben, a helyreállítás pedig 1948-ban történt meg.

A Lánchíd újjáépítésének tervét és erőtani számításait Sávoly Pál, a vasbeton szerkezetek terveit Méhes György készítette. A kő- és vasbetonmunkák kivitelezését Fábián József vezetésével a Dunahídépítő N. V. hajtotta végre. Az acélszerkezetek újjáépítését a MÁVAG (Magyar Állami Vas-, Acél és Gépgyárak) végezte. A tervezési és gyártási munkálatokat Fáber Gusztáv, a helyszíni szerelést Zimányi István főépítésvezető, valamint Bujdosó Géza és Bors Ernő építésvezetők irányították. A tervezést és a kivitelezést Széchy Károly és Palotás László, a Közlekedési és Postaügyi Minisztérium Hídfőosztályának munkatársai felügyelték. A kivitelezés műszaki ellenőrzését Korda István és Sávos Károly végezték.

A tervezés egyik fő szempontja az volt, hogy a híd a gyönyörű, harmonikus vonalainak megtartása mellett elégítse ki a közlekedési igényeket és feleljen meg az új terhelési előírásoknak is.

Az újjáépített hidat a forgalomnak 1949. november 20-án, az eredeti híd avatásának századik évfordulóján adták át.