Battle of Smolensk
独ソ戦勃発後、西部戦線副司令官に任命され、スモレンスクの戦いに参加した。1941年8月、ドイツ軍の進撃により南西戦線の側面と後方が脅かされたため、ブリャンスク戦線の創設が決定され、エリョーメンコはその司令官となった。10月、エリョーメンコは重傷を負い、モスクワに後送された。