10 апреля 1942 года полковник Берестов был назначен на должность командира 331-й стрелковой дивизией, которой командовал до конца войны. Под командованием Берестова дивизия сражалась в составе различных армий на Западном, с апреля 1944 — на 3-м Белорусском, с апреля 1945 — на 1-м Украинском фронтах. Дивизия участвовала в наступательных операциях под Москвой, в Ржевско-Сычёвской, Ржевско-Вяземской 1943 года, Смоленской, Оршанской, Белорусской, Гумбиннен-Гольдапской, Восточно-Прусской и Пражской наступательных операциях. Дивизия была на хорошем счету, за боевые заслуги в июне 1943 года награждена орденом Красного Знамени, в сентябре 1943 года дивизия была удостоена почётного наименования «Смоленская», в июле 1944 за форсирование реки Березина и овладение городом Ново-Борисов награждена орденом Суворова 2-й степени, а в конце того же июля за участие в освобождении Минска — вторым орденом Красного Знамени. Сам Пётр Берестов получил сильную контузию в сентябре 1943 года, но отказался от госпиталя и продолжил руководить действиями дивизии.