发动巴巴罗萨行动，苏德战争爆发，他也随即动员前往前线。同年7月12日，潘菲洛夫正式被任命为在阿拉木图新设立的苏军316师的指称官，其士兵多数为哈萨克或吉尔吉斯人。
莫斯科战役.1941年8月27日，第316师抵达邻近列宁格勒的博罗维奇，随后被编入第52军。八天后，该师成为预备军的一部分，并在战场后方待命了一个月。同年10月7日，德意志国防军发动台风行动，316师随即被调派到莫斯科地区，并在三天后抵达。他们被部署到由中将康斯坦丁·罗科索夫斯基指挥的的左翼，负责保卫作为莫扎伊斯克防线的