В июне—июле 1942 года 13-я армия участвовала в Воронежско-Ворошиловградской оборонительной операции, в начале 1943 года — в Воронежско-Касторненской наступательной операции, летом 1943 года — в сражении на Курской дуге (в составе Центрального фронта). В сентябре 1943 года 13-я армия в ходе Черниговско-Полтавской операции стремительно продвинулась до Днепра и первой из всех советских армий форсировала Днепр. Затем в составе Воронежского и 1-го Украинского фронтов 13-я армия участвовала в освобождении Правобережной Украины и Польши, захвате Сандомирского плацдарма.