В боях с немецко-фашистскими захватчиками подполковник И. В. Гаврилов с первых дней войны в составе Юго-Западного фронта. Участвовал в боях под Дубно, Бердичевым, Таращей, затем на Харьковском направлении (Львовско-Черновицкая стратегическая оборонительная операция, Киевская стратегическая оборонительная операция, Сумско-Харьковская оборонительная операция). В декабре 1941 года 5-й кавалерийский корпус покрыл себя неувядаемой славой в ходе Елецкой наступательной операции в боях под Ливнами в составе группы войск генерал-лейтенанта Ф. Я. Костенко. 7 декабря 1941 года 5-й кавалерийский корпус, 1-я гвардейская стрелковая дивизия, 129-я танковая бригада и 34-я мотострелковая бригада контратаковали 95-ю и 45-ю пехотные дивизии 2-й армии вермахта, заставив их перейти к обороне. Полк подполковника И. В. Гаврилова в бою под хутором Сербино 07.12.1941 года разгромил противостоявшие ему части противника, а 14.12.1941 года отбил у немцев деревню Россошное. Всего в ходе боёв полком Гаврилова было захвачено 50 пленных и большое количество боеприпасов. За отличие в боях подполковник И. В. Гаврилов был награждён орденом Красного Знамени. 5-й кавалерийский корпус приказом Народного комиссариата обороны СССР № 366 от 25 декабря 1941 года был преобразован в 3-й гвардейский кавалерийский корпус. 14-я кавалерийская дивизия была переименована в 6-ю гвардейскую кавалерийскую дивизию, а 129-й кавалерийский полк — в 28-й гвардейский кавалерийский полк. Зимой — весной 1942 года дивизия, в которой служил И. В. Гаврилов, участвовала в Барвенково-Лозовской наступательной и в Воронежско-Ворошиловградской оборонительной операциях на Юго-Западном фронте в составе 21-й, 38-й и 28-й армий.