22 czerwca 1941 Korpus znajdował się w odwodzie dowództwa frontu w rejonie Szepetówka – Nowogród Wołyński. Rankiem tego dnia rozpoczął on przemarsz w kierunku Równego i Łucka. 23 czerwca 131 Dywizja Zmotoryzowana została przekazana do 5 Armii. 24 czerwca dywizje pancerne korpusu przystąpiły do walki z oddziałami niemieckiej 13 Dywizji Pancernej w rejonie Klewania. 26 czerwca 1941 9 Korpus razem z 8, 15, 19 korpusami zmechanizowanymi uczestniczył w przeciwnatarciu skierowanym na siły niemieckie zajmujące Dubno (Bitwa w rejonie Dubno – Łuck – Brody. Wskutek braku koordynacji działań przez dowództwo Frontu, każdy z Korpusów Zmechanizowanych nacierał osobno. W wyniku tego 9 Korpus Zmechanizowany prawie uległ zagładzie. Do dnia 29 czerwca resztki Korpusu zostały odrzucone na rubież rzeki Horyń. Głównie wskutek ciągłych przemarszów w dniu 9 lipca w Korpusie pozostało ok. 10 tys. żołnierzy i ok. 35 czołgów.