С 20 августа 1941 года дивизия (973-й, 975-й, 977-й сп, 810-й ап) входит в состав Действующей армии.

22 августа 1941 года дивизия получила приказ выступить комбинированным маршем из района Мелитополя в район Запорожья (Грушевка, Богатырев, Любимовка), где должна была поступить в распоряжение командующего Запорожской группой войск генерал-майора Галанина.

В ночь на 26 августа 270сд дивизию комбинированным маршем начала переброску из Мелитополя в район Любимовка, Васильевка. В ночь на 29 августа 270сд сменила части 11мсп и 274сд и заняла оборону в районе излучины р. Днепр на участке Марьевка, Андреевский. В течении сентября 41г. занимала оборону по р.Днепр сев. Запорожье.

На 15 сентября дивизия насчитывала 11352чел., 38 орудий, 2 орудия пто, 71 миномет, 111 станковых и 205 ручных пулемета.

21 сентября 1941 года дивизия в составе 12-й армии сосредотачивается в районе Павловки, расположенной в 40 километрах севернее Павлограда, где она заняла оборону по южному берегу реки Орель, чтобы не допустить прорыва противника в направлении Лозовая, Павлоград. Перешла с этого рубежа в наступление на Красноград. Вела бои с целью овладения Красноградом вместе с 26кд и 12тбр, но успеха не имела. К 30 сентября отошла за р.Берестовая.

До начала октября части 6А занимали оборону по р.Берестовая южнее Краснограда. С 7 октября части немецкого XXXXIVAK (295, 257, 94, 76пд) переправились через Берестовую развернули наступление в южном направлении. 270сд начала отходить в направлении ст.Кегичевка. К исх. 10 октября отошла за р.Орель у Лиговки. Не имея возможности закрепиться на р.Орель дивизия продолжила отход на восток. Понесшие большие потери соединения 6А, а в ее состав входило всего 3 стрелковые и 2 кавалерийские дивизии, сдержать наступление крупных сил противника не смогли. Оставив рубеж Орели к 12 октября собирались в районе Елизаветовки, после чего вновь введена в бой в районе Краснопавловка. Здесь на линии жд Мерефа-Лозовая удалось вновь организовать оборону. С 19 октября противник возобновил наступление. В условиях отсутствия резервов, тяжелого положения под Москвой, а так же в районе Ростова и Харькова командование ЮЗФ отдало приказ об отходе частей 6А за р.Сев. Донец. К исходу 24 октября дивизия отошла за Донец на участке Червонный Шахтер, Снежковка. Дивизия удержала за собой плацдарм в дуге Донца в районе Изюма, отразив атаки венгерского моторизованного корпуса. Основные силы дивизии отошли на линию жд Змиев-Красный Лиман. Рубеж Донца в районе Червонный шахтер удерживали отряды прикрытия. Подошедшие части немецкой 9пд захватили переправы через Донец и небольшой плацдарм в районе Червонный шахтер. За эту переправу противника с конца октября развернулись бои между отрядом прикрытия дивизии и немецким передовым отрядом.

В полосе Юго-Западного фронта в районе Харькова с 1 ноября 1941 года активные боевые действия приостановились. На рубеже Бугаевка, Изюм и далее по левому берегу Северского Донца до Ямполя с 12 ноября занимали оборону в составе 6-й армии 411-я, 393-я, 270-я стрелковые и 34-я кд. Против 6-й армии действовали немецкие части пяти пехотных дивизий 17-й армии. На 22 ноября 41г. дивизия насчитывала 6921чел., 29 станк, 19 ручн. пулеметов, 24 полевых орудий, 12 минометов.

В конце ноября 41г. 9пд противника форсировал Донец в районе Протопоповки и развивая наступление через лесистую излучину Донца вышла к 1 декабря к Изюму. Немцам удалось овладеть частью города, но ответной атакой к 5 декабря частям дивизии удалось их вытеснить к зап. окраинам Изюма.

К 12.01.1942 г. части дивизии занимают рубеж обороны по западному берегу реки Северский Донец.

Участвовала в Барвенково-Лозовской операции. Рано утром 18 января 1942 г. дивизия, находясь на левом фланге 6-й армии перешла в наступление. Прорвав вражескую оборону на стыке с 57-й армией Южного фронта, дивизия овладела опорным пунктом врага поселком Донецкое, затем в течение 19-22 января части дивизии освободили нас.п. Бурханово, Семеновку, Червонный Шахтер, Грушеваху и продвинулась на 30 км.

Достигнув рубежа Протопоповка, Петровский, Грушеваха, части 393-й и 270-й сд завершили разгром изюмской группировки противника. В результате этих боев наши войска захватили 60 орудий, 21 миномет, 70 пулеметов, 6 бронемашин, 215 автомашин, 71 мотоцикл, 22 лошадей, 3 тыс. снарядов, 12 тыс. гранат и много другого военного имущества.

Преследуя отходившего противника дивизия 24 января достигла жд Харьков-Лозовая в районе Раздолье, Елизаветовка откуда перешла в наступление на Лозовую. Станция Лозовая являлась крупной узловой станцией где помимо транспортного значения находились склады, госпитали и другие учереждения врага. Подвижные отряды 270сд быстро передвигаясь на санях и лыжах действовали исключительно успешно. Такие отряды проникали глубоко в расположение противника, обходили его опорные пункты, отрезали пути отхода. Так, один из них в ночь на 25 января обошел Краснопавловку, где оборонялся фашистский гарнизон, и нанес ему удар с тыла. Тем самым было обеспечено быстрое освобождение этого крупного населенного пункта и железнодорожной станции частями дивизии, действовавшими с фронта. С рассветом 26 января части 270сд перешли в наступление на Лозовую. 975сп наступал вдоль жд, 973сп наступал на с-з окр. Лозовой, а одним б-ном в тыл на ю-в окраину. 27 января 975сп прорвался на с-з окр. Лозовой. Противник в Лозовой оказался в полном окружении. Под угрозой быть отрезанными вражеские части начали отход из Екатериновки вскоре превратившийся в бегство. В самой Лозовой оборонялся немецко-румынский гарнизон который оборонялись ожесточенно обороняя каждый дом и улицу. Но в результате решительных атак враг откатился к центру (вокзалу) откуда начали прорыв из окружения. Отступавшие войска в Ново-Ивановке были перехвачены пулеметчиками дивизии и понесли большие потери. К утру 27 января Екатериновка и Лозовая были очищены от врага. Части дивизии выдвинули передовые отряды на Дмитровку и Александровку. В боях за Лозовую было захвачено 3000 автомашин, 26 прицепов, 20 мотоциклов, 21 орудие, 100 пулеметов и много других трофеев. Потери в бою за Лозовую составили 24 убитых и 96 раненых. На 30 января 42г. дивизия насчитывала 7504чел., 24 полевых орудий, 2 пто, 29 минометов, 28 станк., 111 ручн. пулеметов, 29 минометов.

Заняв Лозовую 270сд перешла к обороне станции. В середине февраля сосредоточив ударную группу из 113пд, 298пд и 1 рум. гпд немецкие войска перешли с трех сторон в наступление на Лозовую. Части 270сд были оттеснены на зап. окр. станции. Возникла угроша потери Лозовой. Командование 6А перебросила сюда 7тбр и части 6КК. Кавалеристы 6КК (вместо отстраненного от должности генерал-майора Бычковского командиром 6КК был назначен генерал-майор Москаленко) атаковали наступавшую с ю-з 1 румынскую гпд и разгромили ее отбросив к Криштоповке. К 23 февраля кавалеристы обошли с фланга ударную группу противника, а 270сд вела бои за ст.Самойловка. Противника в ходе контрудара к концу февраля удалось оттеснить зап. и ю-з. Лозовой.

Участвовала в неудачной Харьковской операции ЮЗФ в мае 1942г. Была включена в АГ Бобкина: 270 и 393сд и 6КК, прикрывавшую слева 6А наносившую главный удар. Утром 12 мая при поддержке 872лап перешла в наступление на Красноградском направлении. Успешно прорвав оборону 454охранной дивизии противника дивизия двигалась несколько хуже правого соседа - 393сд, однако за 6 дней наступление продвинулась на 20км до рубежа Сахновщина, Артельное. 17 мая немецкие войска нанесли удар в тыл нашей ударной группировки и прорвав фронт в районе Барвенково стали угрожать окружением всей ударной группы фронта.

19 мая наступление было прекращено, а 21 мая части АГ Бобкина были отведены по приказу за р. Орель. Однако немецким войскам удалось вечером 22 мая соединить свои ударные крылья и окружить части 6 и 57 армий и АГ Бобкина в западной части Барвенковского выступа. С 24 мая немецкие войска начали сжимать кольцо окружения. Отразив несколько атак к вечеру 24 мая дивизия отошла с рубежа Лиговка, Артельное до Плесовая, Химичевка. 25 мая по приказу ген-майора Бобкина дивизия оставив свои позиции совершила марш в район Ново-Украинка, Карамыш, откуда 26 мая окруженные части начали прорыв из окружения. Под ударами немецких войск потерявшие управление окруженные части оказались зажаты в поросшем лесом овраге западнее Лозовеньки, откуда вечером 26 мая стали прорываться в направлении Чепеля. Дивизия совершала прорыв севернее Лозовеньки. В результате прорыва большая часть соединения погибла или попала в плен. Погиб также и командир дивизии полковник Кутлин З.Ю..

30 июня 1942 года дивизия расформирована.