Dopo un'ulteriore fase di addestramento per colmare i vuoti dell'inverno precedente, nell'estate del 1942 la divisione prese parte all'Operazione Blu, attraversando il Don e occupando Voronež, accrescendo nel contempo la propria fama di combattività, e continuando altresì a subire pesanti perdite (quasi 12.000 uomini nell'intero 1942). Nell'agosto 1942 la divisione ritornava nel settore centrale del fronte orientale. Dopo l'Operazione Urano, la "Großdeutschland" venne dapprima impegnata a Rzhev (contribuendo al fallimento della Operazione Marte) e quindi venne precipitosamente trasferita a sud per partecipare alla controffensiva tedesca del febbraio-marzo 1943.