В ноябре направлен на учёбу на ускоренный курс при Высшей военной академии имени К. Е. Ворошилова, после окончания которого 26 мая 1943 года назначен на должность командира 56-й гвардейской стрелковой дивизии, формировавшейся районе Гжатска на базе 74-й и 91-й стрелковых бригад. После завершения формирования дивизия под командованием А. И. Колобутина участвовала в боевых действиях в ходе Спас-Деменской и Ельнинско-Дорогобужской наступательных операций и в освобождении Ельни и Смоленск, после чего вела бои на оршанском направлении. В конце декабря 1943 — начале января 1944 года дивизия была передислоцирована в район озера Свибло (юго-восточнее Идрицы), после чего участвовала в боевых действиях западнее и южнее Новоржева, из района которого перешла в наступление в ходе Режицко-Двинской, а затем Мадонской и Рижской наступательных операций. 27 октября 1944 года полковник Колобутин освобождён от занимаемой должности и назначен заместителем командира 7-го гвардейского стрелкового корпуса.