У чэрвені—ліпені 1942 года 13-я армія ўдзельнічала ў Варонежска-Варашылаўградскай абарончай аперацыі, у пачатку 1943 года — у Варонежска-Касторненскай наступальнай аперацыі, летам 1943 года ў бітве на Курскай дузе (у складзе Цэнтральнага фронту). У верасні 1943 г. 13-я армія ў ходзе Чарнігаўска-Палтаўскай аперацыі імкліва прасунулася да Дняпра і першай з усіх савецкіх армій фарсіравала Дняпро. Затым у складзе Варонежскага і 1-га Украінскага франтоў 13-я армія ўдзельнічала ў вызваленні Правабярэжнай Украіны і Польшчы, захопе Сандамірскага плацдарма.