Nell'estate del 1944, la liberazione della pianura pistoiese era ormai imminente: le forze tedesche si preparavano a ritirarsi verso la Linea Gotica (linea difensiva tedesco-italiana). La sezione pistoiese del Comitato di Liberazione Nazionale (CLN) aveva da tempo schierato unità partigiane in previsione di un'operazione congiunta per l'occupazione della città. Grazie all’intervento del comitato regionale, fu istituita la XII Zona per creare un unico comando militare delle varie unità comuniste, azioniste e democristiane. Il comando fu affidato a Vincenzo Nardi: l’obiettivo comune era occupare Pistoia prima dell’arrivo degli Alleati.

All'inizio di settembre, il CLN ordinò la concentrazione delle brigate partigiane in punti strategici e negli edifici pubblici, in modo da assumere il controllo e l'amministrazione della città. Grandi unità provenienti da tutta la provincia occuparono Pistoia nella notte tra il 7 e l'8 settembre. L'8 settembre la liberazione era completa, ma la città era quasi del tutto spopolata, poiché gli abitanti erano stati sfollati in seguito al primo bombardamento alleato del 24 ottobre 1943. Nei dintorni e sulle colline continuava la guerriglia tra le pattuglie partigiane in ricognizione avanzata e le retrovie tedesche, che bombardarono la città per circa venti giorni.

La sera dell’8 settembre 1944, Radio Londra annunciò la liberazione di Pistoia; quattro giorni dopo, giunse la 6ª Divisione corazzata sudafricana. La città giaceva in rovina a seguito della guerra e dell’occupazione tedesca, con migliaia di edifici demoliti o danneggiati e vari problemi relativi ai rifornimenti e ai servizi. In provincia operavano oltre 1.250 combattenti partigiani e diverse centinaia di patrioti. Le vittime dei massacri nazisti e fascisti furono almeno 235 in 77 episodi, ai quali va aggiunta la maggior parte delle 174 vittime del massacro del Padule di Fucecchio.

Le forze politiche e militari antifasciste riorganizzarono la pubblica amministrazione e riattivarono i principali servizi cittadini, non senza attriti con gli anglo-americani. Le unità partigiane continuarono le loro operazioni contro il nemico fino al loro scioglimento alla fine di settembre; alcune rimasero impegnate contro le forze tedesche lungo la Linea Gotica fino all’aprile 1945.

Il 21 aprile 1977, al Comune di Pistoia è stata conferita la Medaglia d'Argento al Valore Militare.