В июле 1942 года В. С. Глебов был назначен на должность командира 27-й гвардейской стрелковой дивизии, которая в августе была переброшена под Сталинград и вела оборонительные бои в Сталинградской битве в составе 1-й гвардейской армии и 4-й танковой армии. С ноября дивизия принимала участие в Сталинградской наступательной операции в рядах 66-й и 65-й армий, прошла с боями свыше 150 километров и освободила несколько населённых пунктов, в том числе и ряд районов Сталинграда.