В конце января 1942 года армия была передислоцирована на Керченский полуостров, вошла в состав Крымского фронта, где вела напряжённые бои с войсками 11-й немецкой армии. За то, что армии не удалось добиться существенных успехов, К. Ф. Баронов был 7 февраля 1942 года снят с должности командарма и понижен в должности. С марта 1942 года — исполняющий должность заместителя командующего 51-й армией Крымского фронта. В мае 1942 года войска фронта, в том числе и 51-й армии, потерпели жестокое поражение в ходе Керченской оборонительной операции и были вынуждены оставить Крым и эвакуироваться на Таманский полуостров. Там 51-я армия была передана Южному фронту, в июле армия была переброшена на р. Дон и вошла в состав Сталинградского, а затем Юго-Восточного и с октября — вновь Сталинградского фронтов. С 19 ноября 1942 года армия участвовала в контрнаступлении советских войск под Сталинградом. В январе—феврале 1943 года в составе войск Южного фронта армия участвовала в Ростовской наступательной операции. В июле 1943 года умер от болезни или вследствие осложнений от контузии. Похоронен в Тбилиси.