1966年5月,区委组织全区党员干部学习中共中央《五·一六通知》。6月3日,区委教卫部在市八中学召开现场会,参观校园大字报。7月8日,区委抽调500多名干部组成文化革命工作组,进驻全区64所中学,8月5日,工作组撤销。1966年8月,中共八届十一中全会通过《关于无产阶级文化大革命的决定》,“文化大革命”全面发动。8月下旬,区内“红卫兵”上街破“四旧”(旧思想、旧文化、旧风俗、旧习惯)。区委成立“红卫兵”接待站,设立250个“红卫兵”接待点,至年底全区共接待外地来串联的“红卫兵”25万人。

    1966年9月下旬开始,从机关到基层的一些“造反派”组织、“红卫兵”打着“造反有理”的旗号,多次冲击区委机关、批斗领导干部。1967年1月24日,“工总司南市区总指挥部”等“造反”组织在区公安分局礼堂召开夺权大会,夺了区委、区人委的权,区委和各部门领导被迫停止工作,多数领导干部被非法批斗、关押。各部门党政大权全被“造反派”取代,各级党组织被迫停止活动,全区一度处于无政府状态。

    1967年4月1日,南市区人民武装部召集区机关“造反”组织负责人会议,成立“抓革命,促生产”办公室,以维持日常必须进行的工作。7月13日,南市区革命委员会筹备委员会成立。1968年1月26日,南市区革命委员会成立,实行“一元化”领导。各级革委会在思想上、组织上严重不纯,林彪、江青反革命集团在上海的帮派骨干插手南市,“造反”组织间打“派仗”不断。1968年10月,区革委会实行“精简机构”,把机关干部分成大、小班子,“小班子”留机关工作,“大班子”搞“斗、批、改”,有500多名干部被送往设在川沙县凌桥公社的南市区“五·七”干校,强制集中住宿劳动,一批干部被非法隔离。后又以“四个面向”(面向边疆,面向农村、面向工矿、面向文教基层单位)、“战高温”、“慰问上山下乡知识青年”等名义把大批干部“分配”到农村、工矿基层。与此同时,“工宣队”、“军宣队”先后进驻区内各学校、街道开展“复课闹革命”、“斗、批、改”、“清理阶级队伍”、“大联合、三结合”、“上山下乡”等运动。

    1969年11月29日,中共南市区核心小组成立。1971年5月3～6日,召开中共南市区第二次代表大会,组成中共南市区委。“文化大革命”期间成立的区党的核心小组和区委执行党的“九大”、“十大”错误方针,进行“整党建党”,开展“清理阶级队伍”、“一打三反”(打击反革命破坏活动、反对贪污盗窃、反对投机倒把、反对铺张浪费)、“批林批孔”、“反击右倾翻案风”等运动。

    1976年10月14日,区委传达中央关于粉碎江青反革命集团的讯息,21～24日,全区有25万人上街游行,庆贺这一历史性的伟大胜利。