С началом войны генерал-лейтенант Тимофей Тимофеевич Шапкин продолжил командовать корпусом, который в октябре 1942 года был включён в состав резерва Ставки ВГК, а в ноябре — в состав 51-й армии (Сталинградский фронт), которая принимала участие в ходе контрнаступления под Сталинградом, а также при овладении станцией Абганерово. Подойдя к Котельниково, корпус оказался на направлении главного направления контрнаступления противника под командованием Эриха фон Манштейна, предпринятого для деблокады окружённой под Сталинградом группировки. Понеся большие потери, 4-й кавалерийский корпус дал время стянуть основные силы для отражения предпринятого контрудара.