Saksan hyökkäyksen toisena päivänä perustettiin Neuvostoliiton asevoimien pääesikunta STAVKA, johon Meretskov nimitettiin. Syyskuussa Meretskov nimitettiin esikunnan yhteysupseeriksi koillisrintaman ja Karjalan rintaman esikuntiin sekä eteläiseen ja pohjoiseen ryhmään jakautuneen 7. erillisen armeijan komentajaksi Syvärijoelle. 17. joulukuuta 1941 Meretskov nimitettiin Olhavan rintaman komentajaksi. Hän palveli erilaisissa komentajatehtävissä Leningradin ja Karjalan rintamilla.