В составе 12-й армии, находясь в окружении в Уманском котле в районе села Подвысокое, 6 августа 1941 года 15-я моторизованная дивизия вновь переформирована в 15-ю стрелковую дивизию. В ходе последующих боев дивизия почти полностью была уничтожена.