Khi Đức xâm lược Liên Xô, Malinin được đưa ra mặt trận và được bổ nhiệm làm tham mưu trưởng, phụ tá cho tướng Rokossovsky chỉ huy trong những gì còn lại của Quân đoàn cơ giới 9. Đơn vị của họ đã tham gia Trận Smolensk. Khi Tập đoàn quân 16 được tái lập, Rokossovsky bổ nhiệm làm chỉ huy của nó, Malinin cũng được điều động theo, trở thành tham mưu trưởng của tập đoàn quân này vào ngày 19 tháng 8 năm 1941.