Dort war die 17. Flak-Division an den Kämpfen im Raum Stalino sowie im Brückenkopf Isjum beteiligt, in dessen Folge Charkow im Mai 1942 eingenommen werden konnte. Danach drehte die 17. Flak-Division mit ihren Verbänden im Zuge der Sommeroffensive 1942 mit der Heeresgruppe A in Richtung Rostow und Krasnodar (Kaukasus) ab. Wiederum im Erdkampf eingesetzt, war die Division in der Folge an der Bildung des Kuban-Brückenkopfes beteiligt sowie bei den Kämpfen um Noworossijsk. Im Juli 1942 waren ihre Regimenter dann am Dnjepr im Raum Krementschuk eingesetzt. Ende des Jahres 1943 unterstanden ihr das Flakregiment 17 sowie das Flakregiment 104, welches aber kurze Zeit später vom Flakregiment 48 ersetzt wurde. Im Zuge der Rückzugskämpfe ab Ende 1943 wurde die gesamte Division zusammen mit der 1. Panzerarmee in der Kesselschlacht von Kamenez-Podolski bis Mitte April 1944 eingeschlossen, wo der Großteil ihrer Verbände und Gerätschaften von der sowjetischen Armee zerschlagen wurden. Im April 1944 unterstanden der Division die Flakregimenter 7, 17, 48, 133 und 153.