В июне–августе 1941 года «Ташкент» принял участие в обороне Одессы, в ходе которой 30 августа попал под авианалёт немецкой авиации и получил серьёзные повреждения корпуса. После возвращения в строй с октября 1941 года по июнь 1942 года принимал участие в обороне Севастополя. Всего с начала войны лидер прошёл 27 000 морских миль, перевёз боеприпасов и человек, участвовал в конвоировании 17-и транспортов, провёл около сотни боевых стрельб главным калибром. В результате действий корабля было повреждено или сбито 13 самолётов противника, уничтожен аэродром и шесть артиллерийских батарей.