9 июля армия была включена в Воронежский фронт, в составе которого до конца 1942 года вела оборонительные бои на левом берегу Дона севернее Воронежа. Зимой 1943 года армия принимала участие в Воронежско-Касторненской операции и третьей битве за Харьков (Харьковской наступательной операции 2.02.-3.03.1943 года), в ходе которых 25 января освободила Воронеж, 29 января — Касторное, 8 февраля — Курск и к началу марта около Рыльска вышла к реке Сейм.