以未入学，由总干部部分配到驻加里宁的机械化第3军，出任机械化第3旅旅长。由于巴巴贾尼扬对坦克机械化部队的战术、技术了解很少，在部队组建的几个月里大量学习掌握了这方面的知识。1942年11月1日，机械化第3军编入加里宁方面军第22集团军，12月参加了“火星”进攻战役。1943年1月3日，机械化第3军编入新组建的坦克第1集团军，2月中旬在西北方面军编成内参加了德米扬斯克进攻战役，但由于春季解冻提前来临，坦克难以调动，未取得战果。3月初，由于德军在哈尔科夫的反攻，坦克第1集团军铁路输送到库尔斯克、奥博扬。库尔