З початком війни дивізія під командуванням Г. І. Кузьміна у складі 9-ї армії Південного фронту вела оборонні бої на могильов-волинському та уманському напрямках. На початку серпня 1941 року рештки дивізії разом з командиром брали участь в битві під Уманню. Їм вдалося вирватися із оточення і в цьому ж місяці у зв'язку з великими втратами і браком матеріальної частини і підготовлених кадрів дивізія була перетворена в 132-у танкову бригаду, яка в складі 38-ї армії брала участь в оборонних боях, а потім у складі 37-ї армії — в ході Ростовської і Барвінково-Лозівської наступальних операцій. За успіхи в боях в січні 1942 року 132-а танкова бригада була перетворена в 4-у гвардійську.