С 7 февраля 1943 года он вступил в командование 59-й гвардейской стрелковой дивизией. 31 марта 1943 года Карамышеву присвоено звание генерал-майор. В составе 3-й гвардейской армии Юго-Западного фронта участвовал с ней в Ворошиловградской и Донбасской наступательных операциях, битве за Днепр, Запорожской наступательной операции. Её части отличились при освобождении городов Ворошиловград, Краматорск, Запорожье. За успешное выполнение боевых заданий командования в боях при освобождении г. Краматорск и проявленные при этом доблесть и мужество она была удостоена почётного наименования «Краматорская» (8.9.1943), а за освобождение г. Запорожье — награждена орденом Красного Знамени (14.10.1943). В январе — феврале 1944 года дивизия в составе 3-й гвардейской армии 4-го Украинского фронта, затем 6-й армии 3-го Украинского фронта принимала участие в Никопольско-Криворожской наступательной операции, вела бои по ликвидации никопольского плацдарма противника. За образцовое выполнение боевых заданий командования в боях за ликвидацию никопольского плацдарма противника она была награждена орденом Суворова 2-й ст. (13.2.1944). Её части отличились также в Одесской наступательной операции, в ходе которой в условиях распутицы успешно форсировали реки Ингулец, Ингул, Южный Буг и 10 апреля первыми ворвались в Одессу. За образцовое выполнение заданий командования в боях при освобождении г. Одесса дивизия была награждена орденом Богдана Хмельницкого 2-й ст. (20.4.1944). В мае 1944 года, после выхода к р. Днестр, она вошла в подчинение 46-й армии 3-го Украинского фронта и в её составе воевала до конца войны. Участвовала в Ясско-Кишинёвской, Дебреценской, Будапештской и Венской наступательных операциях. Боевые действия дивизия закончила в мае 1945 года в районе Фрайштадта (севернее г. Линц).