С началом войны дивизия под командованием генерал-майора В. Н. Несмелова продолжила выдвижение в район Гулебичи, Луцк, а затем вела тяжёлые оборонительные боевые действия в ходе приграничного сражения в районе севернее города Новоград-Волынский, а после отступления в район города Коростень была выведена в резерв 5-й армии, где вместе с 19-м механизированным корпусом в районе села Турчинка принимала участие в ходе ликвидации прорыва войск противника между 31-м и 15-м стрелковыми корпусами. Во время Киевской стратегической оборонительной операции дивизия вела боевые действия на Коростеньском укреплённом районе, а к концу августа передислоцирована на левый берег Днепра в районе Лоева, где заняла рубеж на участке Любеч — Рудня, где с началом боевых действий Несмелов 10 сентября был тяжело ранен, после чего проходил лечение в госпиталях Нежина и Харькова.