Im Mai 1941 wurde die Division ins besetzte Polen verlegt. Nach dem Beginn des deutschen Überfalls auf die Sowjetunion (→Deutsch-Sowjetischer Krieg) am 22. Juni 1941 wurde die Division bei Kämpfen in Białystok, Mogilew und Roslawl sowie in der Kesselschlacht von Wjasma-Brjansk eingesetzt. Anfang Dezember 1941 gehörte die 78. Division zu jenen Einheiten, die bei der Stadt Rusa bis auf wenige Kilometer an Moskau heranrücken konnten, bevor sie sich aufgrund des sowjetischen Gegenangriffs wieder zurückziehen mussten (→Schlacht um Moskau).