Канонерка встретила начало войны на ремонте в Николаеве и 23 июля 1941 года переведена с помощью буксира Т-484 в Севастополь для завершения ремонта, который продлился до 4 ноября. В ходе ремонта дополнительно установлены две 45-мм универсальные пушки 21-К (1000 снарядов в погребах), две 37-мм зенитные автоматические пушки 70-К (80 снарядов в кранцах и 3300 в погребах) и пять 12,7-мм зенитных пулемётов ДШК и «Виккерс» калибра 12,7-мм, экипаж увеличился до 169 человек. Перебазирована в Туапсе. 25-26 декабря 1941 года канлодка «Красная Абхазия» в составе (кроме «Красной Абхазии» в него входили: КЛ «Красный Аджаристан», КЛ «Красная Грузия», КЛ «Кубань» и одна десантная баржа типа «Болиндер») участвовала в Керченско-Феодосийской десантной операции. С января по сентябрь 1942 года КЛ осуществляла грузовые перевозки между портами Кавказа, по неподтверждённым данным, задействована во время боестолкновений за Кавказ. 4 февраля 1943 года канонерские лодки «Красная Абхазия», «Красный Аджаристан» и «Красная Грузия» участвовали в качестве десантных кораблей в десантной операции в районе Станичка — Южная Озерейка, во время которой «Красная Абхазия» повреждена от огня противника.