През юли 1942 година 37 армия е прехвърлена в състава на Севернокавказкия фронт, а през август – на Задкавказкия фронт, като през този период участва в Кавказката операция. През януари 1943 година, по време на германското отстъпление в Северен Кавказ, завзема градовете Кисловодск, Пятигорск (заедно с 9 армия), Есентуки, Черкеск. В края на месеца отново става част от Севернокавказкия фронт. През юли подразделенията на 37 армия са прехвърлени в 9 армия и 56 армия, а командването ѝ е преведено в резерв.