В начале ноября 1941 года назначен командиром 21-й отдельной стрелковой бригады. Сформировал ее в ПриВО и убыл с ней на Западный фронт под Наро-Фоминск. В конце декабря бригада была подчинена 4-й ударной армии. В январе — феврале 1942 года в составе этой армии Северо-Западного и Калининского фронтов она участвовала в Торопецко-Холмской наступательной операции, прикрывала правый фланг армии. В ходе операции бригада успешно выполнила поставленные задачи, по овладении села Усвяты (30 км северо-западнее г. Велиж) она перешла к обороне. В июле 1942 года бригада была развернута в 47-ю стрелковую дивизию, а полковник Чернюгов утвержден ее командиром. Уже в период формирования дивизия занимала полосу обороны протяженностью 42 км в районе Усвяты.