В июне 1942 года майор Гребнев был назначен на должность командира 409-го стрелкового полка (137-я стрелковая дивизия, 3-я армия, Брянский фронт). В ходе Воронежско-Ворошиловградской оборонительной операции дивизия оборонялась в районе города Мценск, в феврале-марте 1943 года наступала в ходе Малоархангельской операции. В июле 1943 года полк под командованием Гребнева (уже в составе 48-й армии) участвовал в Курской битве и в Орловской наступательной операции, в ходе которой полк освободил 29 сёл и деревень Орловской области. В бою за деревню Пирожково (Свердловский район, Орловская область), полк уничтожил 9 танков, 19 орудий, 23 автомашины и другую технику. При отражении контратаки Гребнев находился на передовой. За умелое управление боем и нанесение больших потерь противнику в живой силе и технике подполковник Гребнев был награждён орденом Красного Знамени. Затем участвовал в Гомельско-Речицкой наступательной операции.