В июле 1941 года майор Вагин был назначен начальником строевого отделения 249-й стрелковой дивизии, формирующейся на основе пограничников и военнослужащих внутренних войск в Московском военном округе под Загорском. К концу месяца дивизия прибыла на фронт Великой Отечественной войны и была включена в 31-ю армию Резервного фронта. Тогда Вагин был назначен командиром отдельного разведбатальона дивизии, в сентябре — начальником штаба 925-го стрелкового полка, в январе 1942 — командиром 917-го стрелкового полка той же дивизии. В составе 22-й армии и 4-й ударной армии Калининского фронта принимал участие в Смоленском сражении, битве за Москву, Торопецко-Холмской наступательной операции. При штурме города Андреаполь Калининской области 16 января 1942 года был ранен пулей в грудь навылет, лечился в госпитале в Осташкове. За отличные действия в Московской битве дивизия и всем её полкам в феврале 1942 года были присвоены гвардейские звания, 917-й стрелковый полк стал 43-м гвардейским стрелковым полком, а 249-я стрелковая дивизия — 16-й гвардейской стрелковой дивизией