В первые дни войны Абадан подвергся интенсивным авиаударам и артиллерийским обстрелам. Нефтеперерабатывающий завод был одним из главных объектов атак, поскольку уничтожение его мощностей могло нанести серьёзный удар по иранской экономике. Уже в первые недели боевых действий значительная часть инфраструктуры завода была повреждена или разрушена.

Одновременно иракские сухопутные войска начали наступление на юго-западе Ирана. В ходе этих операций город оказался почти полностью окружён. Иракским войскам удалось занять значительную часть прилегающих территорий и перерезать большинство сухопутных коммуникаций. Абадан оказался в состоянии фактической осады.
Несмотря на тяжёлое положение, город не был захвачен. Иранским войскам удалось удержать контроль над самим городом и нефтеперерабатывающим комплексом. Оборону Абадана обеспечивали части регулярной армии, подразделения Корпуса стражей исламской революции и добровольческие формирования. Значительную роль в снабжении осаждённого города играли речные и морские маршруты через Персидский залив.

Осада Абадана продолжалась без малого год. Этот период стал одним из наиболее напряжённых эпизодов войны. Город подвергался постоянным обстрелам и бомбардировкам, а значительная часть населения была эвакуирована. Многие жилые кварталы были разрушены, инфраструктура серьёзно пострадала. Нефтеперерабатывающий завод в значительной степени прекратил работу, поскольку его оборудование оказалось повреждено.
 
В иранской исторической памяти оборона города приобрела символическое значение. Сохранение контроля над Абаданом воспринималось как доказательство способности страны противостоять внешней агрессии. В сентябре 1981 года иранские войска провели крупную операцию по прорыву блокады города. Эта операция, известная как операция «Самен оль-Аэмме», позволила снять осаду и восстановить сухопутное сообщение с остальной частью страны. Прорыву блокады Абадана посвящена марка 1986 года из серии «6-я годовщина начала ирано-иракской войны», сам НПЗ виден в клубах черного дыма в правой части поля марки.