У пачатку Вялікай Айчыннай вайны С. А. Бабрук у той жа пасадзе. На фронце з чэрвеня 1941. З лістапада 1941 года знаходзіўся ў распараджэнні Галоўнага ўпраўлення кадраў НКА, затым Ваеннага савета Бранскага фронту. З сакавіка 1942 года выконваў абавязкі начальніка штаба 153-й стралковай дывізіі (31 снежня 1942 года — ператворана ў 57-ю гвардзейскую) якая ўдзельнічала ў Сталінградскай бітве ў складзе Сталінградскага, Данскога і Паўднёва-Заходняга франтоў. Са снежня 1943 года С. А. Бабрук — камандзір 47-й гвардзейскай стралковай дывізіі 8-й гвардзейскай арміі 3-га Украінскага фронту. У студзені — лютым 1944 года ён умела арганізаваў дзеянні дывізіі пры ліквідацыі Нікапальскай групоўкі праціўніка. Дывізія пад яго камандаваннем з 31 студзеня да 12 лютага 1944 прарвала добра ўмацаваную абарону ворага, знішчыла каля 2100 салдат і афіцэраў, шмат баявой тэхнікі праціўніка, у тым ліку 9 танкаў і самаходных гармат, захапіла 14 складоў з боепрыпасамі, гаручым і харчаваннем, за што 19 сакавіка С. А. Бобрыку было прысвоена званне Героя Савецкага Саюза.