На 22 июня 41г. дивизия входила в состав 67СК(102, 132 и 151сд) комбрига Ф. Ф. Жмаченко и дислоцировалась в районе Кременчуга. 519сп располагался на левом берегу в районе Золотоноши.

23-25 июня 102сд проводила мероприятия по доукомплектованию до штата военного времени. 27 июня было принято решение о переброске 67СК в рйоне Рогачева и Жлобина. 102сд должна была занять участок обороны по восточному берегу Днепра, на рубеж Шапчицы-Гадиловичи. 30 июня 102-я стрелковая дивизия осуществляла погрузку в эшелоны в районе г. Кременчуга. В течении 30.06 было отправлено 25 эшелонов.

К 4 июля передовые части дивизии выгрузившись из эшелонов заняли рубеж обороны во втором эшелоне 67СК в готовности отразить удар по шоссе Довск-Жлобин. К этому времени к Днепру в районе Жлобина вышли части XXIVМК противника (3 и 4 тд). С 5 июля дивизия не дожидаясь своего сосредоточения выступила к Днепру.

Обстановка на левом крыле Западного фронта на 4 июля 1941

Донесение командира дивизии командующему 21-й армии и представителю Ставки Маршалу Советского Союза С. М. Буденному: "Имею дивизию в составе двух стрелковых (410-й и 467-й) и двух артиллерийских (346-й и 586-й гаубичный) полков. 519-й стрелковый полк, стоявший в г. Золотоноше Черкасской области, в дивизию не прибыл и где находится неизвестно."

К 9 июля 1941 г. дивизия занимает оборону по Днепру на рубеже Нов. Быхов, Гадиловичи, Речица, отражая попытки противника захватить плацдармы не реке.

В связи с переходом моторизованных частей 2ТГр Гудериана в наступление через Днепр было принято решение нанести контрудар силами 21А в направлении Бобруйска. В ночь на 13 июля 63СК и 102сд начали переправляться через Днепр. Оборона немецких войск на это участке была ослаблена тем, что основные силы XXIVMK переправились через Днепр, а пехотные корпуса еще не подошли.

Действия 63СК в июле-августе 1941г.

В ночь с 13 на 14 июля части дивизии переправились через Днепр на участке Нов. Быхов, Гадиловичи. В атаке участвовали 410 и 467сп. К 12:00 15 июля части дивизии вышли 410сп к Лудчица, 467сп к Комаричи, ст. Тащица. После успешного форсирования Днепра переправившиеся полки при поддержке 585гап стали развивать 15 - 18 июля наступление вдоль шоссе на Стар.Быхов. Правее 151-я стрелковая дивизия подошла к Старому Быхову на расстояние 8-10 км. Подчиненная корпусу 187-я стрелковая дивизия оборонялась на 30-километровом фронте Ролавка, Кульковка. Однако вскоре с севера к месту боев подошла 31пд из состава XIIАК, а по левому берегу стала наступать в южном направлении 1кд противника. Немецким войскам удалось оттеснить 102-ю стрелковую дивизию к Новому Быхову. Наступление 67-го стрелкового корпуса приостановлено. Командир 102-й дивизии полковник П.М. Гудзь отстранен от командования и предан суду Военного трибунала, новым комдивом назначен полковник С.С. Чернюгов.

17 июля 1941 года командарм-21 генерал-полковник Ф. И. Кузнецов отдал приказ: "…командира 102-й стрелковой дивизии полковника Гудзь за отсутствие руководства боевой деятельностью дивизии в течение 17 июля, что привело в срыву успешно начатого боя в Быховском направлении, отстранить от занимаемой должности, возбудить ходатайство перед Главкомом о предании суду…" Вскоре командиром 67СК вместо комбрига Ф. Ф. Жмаченко назначен генерал-майор К. Н. Галицкий - командир 24-й стрелковой дивизии, накануне вышедшей из окружения в Полесье.

К исходу 20 июля части дивизии были вынуждены отойти за Днепр. 410 и 467сп организованно отошли за Днепр, однако понесли тяжелые потери, особенно в материальной части. Однако 21 июля 467сп вновь форсировал Днепр в р-не. Лазаревичи и повел наступление в сев. направлении. Однако полк из-за открытого левого фланга был атакован противником и 22 июля оказался в окружении. Лишь остатки 467 полка вышли из окружения и переправились через Днепр на левый берег.

До конца первой декады августа дивизия продолжала обороняться по Днепру в прежнем районе. Однако противник заканчивал подготовку к наступлению против 21А Гордова. Если на 1 августа в междуречье Днепра и Сожи действовали только две пехотные дивизии , то к 11 августа их было уже четыре (37, 112, 17, 131) и в резерве 167пд и 1кд. 12 августа противник перешел в решительное наступление против частей 67СК (102, 117, 151, 187сд) в междуречье Сожи и Днепра. Фронт 67СК был прорван и пехотные дивизии противника стали развивать наступление на Довск. Попытка командования Центрального фронта нанести контрудар по прорвавшейся группировке противника 13 августа прорвалилась, к тому же командир 67СК Галицкий был ранен (в командование корпусом вступил комбриг Н. А. Гусевский), а командарм 21А попал по артобстрел и тоже некоторое время считался погибшим. Командующий фронтом М.Г. Ефремов даже приказал вступить в командование 21А комкору Петровскому (командующий 63СК). К исходу 13 августа 102 и 151сд закрепились на рубеже Лубянка, Старый Кривск, Александровка, Свержень. Штаб корпуса расположился в роще западнее Нового Кривска. С правофланговыми дивизиями корпуса связь была практически потеряна и они перешли под руководство 28СК. 14 августа противник ввел в прорыв 1кд, которая захватила Чечерск, где находился штаб 21А. Управление частями 21А было окончательно потеряно.

Обстановка на Центральном фронте на 14 августа 1941г.

15 августа части 63 и 67СК были окружены в районе восточнее Жлобина. К вечеру 15 августа 102 сд на фронте – КУРГАНЬЕ, СВЕРЖЕНЬ, медленно отходила на юго-запад. Части дивизии были окружены на реке Нераж и прорывались из окружения мелкими группами. Всего из состава дивизии вышло не более 200чел. 17 августа окруженные части сосредоточившиеся в районе ю-в Жлобина под общим руководством командира 63СК ген-дейтенанта Петровского пошли на прорыв. В ходе прорыва удалось прорваться только 154сд. Остальные соединения выходили из окружения отдельным группам бойцов и командиров. Сам командир 63СК Л. Г.Петровский погиб 17 августа. Командир 102-й дивизии полковник С. С. Чернюгов вышел из окружения.

В конце августа остатки дивизии находились на восстановлении в составе Брянского фронта. На 1 сентября остатки дивизии насчитывали 745чел. и 4 орудия.

19 сентября 1941 года дивизия, из-за тяжелых потерь, расформирована.