Trong hầu hết thời kỳ chiến tranh, phương diện quân giữ nhiệm vụ phòng ngừa trước các cuộc tấn công từ phía Nhật Bản. Từ tháng 9 năm 1941 đến tháng 1 năm 1945, Phương diện quân Zabaikal đã gửi tới các mặt trận Liên Xô ở châu Âu 16 sư đoàn (11 sư đoàn súng trường, 1 sư đoàn kỵ binh, 3 sư đoàn xe tăng và 1 sư đoàn cơ giới) và 2 lữ đoàn (1 lữ đoàn súng trường và 1 lữ đoàn pháo binh), với khoảng 300.000 binh sĩ, 1.440 xe tăng và 2.230 pháo-cối. Từ tháng 11 năm 1941 đến tháng 5 năm 1945, biên chế chủ lực của phương diện quân chỉ gồm Tập đoàn quân 17 với một số quân đoàn, sư đoàn độc lập. Sau khi chiến tranh ở châu Âu chấm dứt, từ tháng 6 đến tháng 7 năm 1945, các tập đoàn quân 39 và 53, tập đoàn quân xe tăng Cận vệ số 6 và Cụm kỵ binh cơ giới Xô-Mông do tướng Issa Pliyev chỉ huy, được bổ sung vào đội hình phương diện quân, chuẩn bị cho Chiến dịch Mãn Châu (1945).