1941年4月至1945年6月，日軍三次侵占溫州，使溫州市抗戰時期人口傷亡總計10214人，財產損失按1937年7月價值折算為30303077元。
1941年4月18日晚，以掠奪戰略物資為主要目標的日軍，糾集陸軍第五師團第二十三補充聯隊600多人（后增至千余人），分乘數十艘汽、炮艇，沿飛云江進犯瑞安，19日凌晨，侵占瑞安，再兵分兩路侵占溫州城區，掠奪軍需物資。28日起，日軍將掠奪來的大量物資日夜向外搶運。5月1日至3日，日軍分期由龍灣狀元橋、瑞安登艦倉皇撤退。
1942年7月，由日軍第十三軍小江混成旅團，輜重兵聯隊長高妒馬中佐率千余人，從金華經麗水、青田向溫州進犯。9日到達嘉縣林福下村抬頭山，兵分兩路：一路橫渡甌江，翻三洲嶺經藤橋翻天長嶺，11日侵占溫州城區；另一路繼續至永嘉羅浮深及樂清縣。8月15日，日軍向西經青田，往金華方向撤退。
1944年9月7日，日軍第十三軍第七十師團的黎岡旅團，由旅團長黎岡壽男指揮的3000人，從金華再次沿上次線路進犯溫州。8日下午4時，日軍在林福下村抬頭山分兩路，一路沿甌江南岸上次入侵路線東下，另一路沿甌江北岸侵占羅浮。9日溫州第三次淪陷，16日樂清縣城淪陷，同時，日軍進駐洞頭，扼守港口，大肆燒殺搶掠。1945年1月20日，侵占溫州城的日軍2000多人，會同數百名漢奸、流氓地痞等進犯瑞安，國軍駐瑞安部隊組織反擊，23日收復瑞安城。
1945年5月25日，駐溫州城中的日軍糾集2000余人南下，侵占瑞安、平陽等地。6月12日，與駐閩北日軍會合，一起退至溫州城，17日撤離溫州，26日撤出樂清北上。
日軍三次侵占溫州期間，實施就地活埋、以人作靶、開腔剖腹、放火焚燒、嚴刑拷打、刀砍刺殺等多種手段，殘殺無辜平民。在永嘉永強石浦村（今龍灣區）和樂清盤石、柳市、翁洋等地設“慰安所”，強掠婦女充當“慰安婦”，對婦女進行性侵犯。尤其在奸淫蹂躪婦女時，伴隨屠殺事件：有婦女被日軍強奸或輪奸后剖腹，更甚者，日軍將腹中的嬰兒拉出串在刺刀上旋轉拋入河里，有婦女遭槍殺或被折磨至死，或赤身裸體被抬上街頭示眾。
1942年7月，日軍在南塘街強抓17名青年，捆綁在礱糠橋石板橋面上，被烈日暴曬、水淹，反復折磨致死。侵占溫州的日軍，先后將被俘的150余名國軍官兵在翠微山、甌江邊等地活埋、殘殺。
日軍還投放鼠疫、霍亂等病菌殘害溫州人民。1941年4月，溫州城區張海琴家被病菌傳染后，三天內死亡11名親人；西門楊衛一家被日軍注射病菌，于1942年七八月間，6名親人傳染得病死亡；1944年4月，永嘉橋頭有97人感染鼠疫，其中80人喪生。樂清翁洋九房村成為日軍用細菌武器屠殺溫州人民的試驗場。
日軍侵占溫州期間，瘋狂掠奪財物、搶劫糧食、工業原料等戰略物資。日軍從1938年2月26日至1945年6月17日，對溫州實施瘋狂轟炸并且隨處縱火焚燒民房，毀壞人民生命財產，甚至在城區設賭場、開煙館，引誘民眾吸毒、販賣毒品，殘害百姓。
日軍第一、第二次侵占溫州城區，分別成立偽臨時商會和“維持會”；第三次分別在溫州城區和樂清城鄉建立偽基層組織，1945年2月成立偽自治會，后改為偽縣政府。
日軍所到之處，不擇手段殘害人民，燒殺、奸淫、擄掠、投毒等，無惡不作，不但給溫州人民造成慘重的人口傷亡和財產損失，而且給溫州經濟社會發展造成毀滅性的破壞，經濟社會發展由此倒退了幾十年，使原本十分貧困的城市貧民和鄉村農民更加貧困。這場戰爭的破壞力，對后來的溫州經濟社會發展乃至精神文化的進步，造成不可估量的損失。