Mit Verfügung vom 7. Februar 1942 wurde die Division in eine Angriffsdivision umformiert. Im April 1942 erfolgte die Verlegung an die Ostfront, wo sie im Rahmen des VIII. Armeekorps bei der Schlacht bei Charkow und bei der Kesselschlacht bei Kalatsch eingesetzt wurde. Ab dem 13. Oktober 1942 nahm die 305. ID an der Offensive auf die nördlichen Industriekomplexe in der Schlacht um Stalingrad teil und wurde bis Mitte November 1942 in schwere Gefechte um die Geschützfabrik „Rote Barrikaden“ verwickelt. Die Division wurde im Januar 1943 bei Stalingrad vollständig vernichtet.