14 сентября 1935 года СНК СССР и ЦК ВКП(б) приняли постановление о начале строительства Рыбинского и Угличского гидроузлов. По первоначальному проекту подпорный уровень (высота зеркала воды над уровнем моря) Рыбинского водохранилища должен был составлять 98 м. 1 января 1937 года эта цифра была изменена на 102 м, что увеличивало количество затапливаемых земель почти вдвое. Увеличение подпорного уровня было связано с тем, что эти 4 метра позволяли увеличить мощность выработки Рыбинской ГЭС с 220 до 340 МВт. Город Молога лежал на отметке 98 м над уровнем моря и, таким образом, попадал в зону затопления.Осенью 1936 года моложцам было объявлено о грядущем переселении. Местные власти решили уже до конца года переселить около 60 % жителей города и вывезти их дома, невзирая на то, что было невозможно успеть за два месяца, оставшихся до замерзания Мологи и Волги, кроме того, сплавляемые дома остались бы сырыми до лета. Однако, выполнить это решение не удалось — переселение жителей началось весной 1937 года и длилось четыре года. Согласно официальным данным в ходе переселения погибло около 250 человек (в том числе те, кто вообще отказался покидать свои дома). К 1947 году территория города была окончательно затоплена.Большая часть мологжан была поселена недалеко от Рыбинска в посёлке Слип, называвшемся некоторое время Новой Мологой. Часть оказалась в соседних районах и городах, в Ярославле, Москве и Ленинграде. Первые встречи мологжан относятся к 1960-м годам. С 1972 года каждую вторую субботу августа мологжане собираются в Рыбинске, чтобы отметить память своего погибшего города. В настоящее время в день встречи обычно устраивается выезд на теплоходе в район Мологи.В 1992—1993 годах уровень Рыбинского водохранилища понизился более чем на 1,5 метра, позволив краеведам организовать экспедицию на обнажившуюся часть затопленного города (были видны мощёные улицы, контуры фундаментов, кованые решётки и могильные плиты на кладбище). В ходе экспедиции были собраны интересные материалы для будущего музея Мологи и снят любительский фильм. В 1995 году в Рыбинске был создан Музей Мологского края. В июне 2003 года по инициативе общественной организации «Землячество мологжан» Администрацией Ярославской области был организован Круглый стол «Проблемы Мологского края и пути их решения», на котором В. И. Лукьяненко впервые выдвинул идею создания Национального парка «Молога» в память о затопленном городе.