С конца августа дивизия приняла участие в Ельнинской операции: продвижения сначала были незначительными, но в начале сентября на рубеже Взглядье, где 309 дивизия нанесла урон немецким частям 20-го армейского корпуса, и совместно с 100-й, 103-й и 19-й сд освободили сначала Мелихово, а затем и Ельню. Фашистские войска потеряли порядка 45 тысяч бойцов.