В октябре 1941 года 42-я танковая дивизия была преобразована в 42-ю танковую бригаду, а Воейков был назначен на должность её командира. Вскоре бригада принимала участие в оборонительных боевых действиях в ходе битвы под Москвой. Из отчётов командующего Брянским фронтом генерал-лейтенанта Ерёменко А. И. известно, что Воейков показал себя как «беспечный, тактически неграмотный и безынициативный человек».