К концу сентября 137-я сд значительно восстановила боеспособность. Личного состава насчитывалось 5200 человек. Имелось 130 автомашин. Но с материальной частью артиллерии дело обстояло плохо: имело всего несколько орудий.

30 сентября немецкая 2Тгр начала наступление на Орел и Брянск. К 7 октября Брянский фронт был разрезан на части и окружен. Командующий Брянским фронтом Еременко отдал приказ прорываться из окружения "перевернутым фронтом". 7 октября 137-я оставила рубеж реки Судость, в ночь на 8 октября совершила 60-километровый марш и 9 октября переправилась через реку Десна. 137-я сд частью сил прикрывала переправу частей 3-й армии, 771-м сп, действуя в авангарде, пробивала кольцо окружения. Чтобы отвлечь противника, в направлении Навли был выдвинут 624-й сп. 624-й сп обеспечил с севера прорыв частей 3-й армии, 771-й сп и 409-й сп, прикрывая Святое, Салтановку обеспечили прорыв частей 3-й армии с юга.

12 и 13 октября части 3-й армии вели упорные бои с 10-мд и 3-й тд противника на реке Навля. В результате сложившейся обстановки управление частями было нарушено. 14 октября управление дивизии, 246-й обс, остатки 497-го гап и 624-й сп прорвались из окружения. 771-й сп, 409-й сп и 169-й осб, отрезанные от штаба дивизии, прорывались и выходили из окружения самостоятельно. У Чаянки колонна дивизии в составе управления, 624-й сп и остатки 497-го гап попали в засаду. В результате была потеряна значительная часть личного состава, весь автотранспорт и обоз. После этого боя у командира дивизии полковника И. Гришина оставались только штаб и 246-й обс капитана Ф. Лукъянюка. Остальные части дивизии действовали самостоятельно, пробиваясь на восток.

19 октября 246-й обс и управление дивизии разгромили тылы 18-й тд противника в районе Гремячее — Трояновский. В этой операции было уничтожено до 150 автомашин с грузами, несколько десятков гитлеровцев. К 30 октября части дивизии, отряды и группы начали выходить из окружения в район Косоржа, Щигры Курской области. Из 771-го сп вышли 76 человек во главе с капитаном А. Шапошниковым. Впоследствии подошли еще несколько больших групп бойцов этого полка, но все три командира батальонов погибли или пропали без вести. Вышла из окружения часть бойцов 624-го сп во главе с командиром полка Тарасовым и комиссаром Михеевым. Начштаба полка майор Ненашев погиб в окружении. 409-й сп вышел в район Тулы, где его рядовой состав был передан в действующие части, а командный состав впоследствии передан в состав 137-й сд. При выходе из окружения 137-я сд прошла более 350 км.

Из Щигров части дивизии были переброшены в Елец, где ее численность составила 806 активных штыков. И штатного состава дивизии в Ельце был исключен 497-й гап. Остатки полка влились в другие части и во включенный в состав дивизии 17-й ап майора Новицкого. К 5 ноября 137-я сд была переброшена в Ефремов с задачей занять оборону по реке Красивая Меча западнее города и прикрыть шоссе, ведущее на Тулу с юга. До 14 ноября 137-я сд не имела соприкосновения с противником и готовила оборону. В командование 771-м вступил майор М. Гогичайшвили, 624-м сп — вернувшийся из госпиталя майор А. Фроленков.

14 ноября начались бои в районе Ефремова. 771-й сп, имея всего 150 человек, 50 пулеметов и 2 орудия, пять суток героически отбивал атаки немецкого пехотного полка, усиленного танками. За неделю боев 137-я сд, имея всего около 1 тыс. человек личного состава, без локтевой связи с соседями, отбивала атаки 18-й тд и 10 мд. Особенно упорные бои шли в районе Яблоново, Крестище, Кадное, В. Изрог, Ереминка, Закопы. Командир дивизии п-к И. Гришин умело маневрировал имеющимися силами, в результате чего атаки противника не достигали цели.

20 ноября 41-го немцам удалось найти брешь в обороне о овладеть г. Ефремовым. Чтобы избежать окружения, 137-я сд вынуждена была отойти на 15 км восточнее города. К 23 ноября кризисное положение советских войск в районе Ефремова миновало: подошли крупные резервы. К началу декабря 41-го в состав 137-й сд вновь вошел 409-й сп майора Г. Тарасова, но численность личного состава дивизии была чуть более 3 тыс. человек.

По приказу командующего 3-й армией генерала Я. Крейзера 12 декабря части 137-й сд перешли в наступление с целью овладеть опорным пунктом противника в селе Буреломы. За 6 часов боя противник в Буреломах, имея до двух батальонов пехоты, был разгромлен. Закрепляя успех, 137-я сд отбивает Медведки, Яблоново, Закопы.

Во второй половине декабря 41-го части дивизии продолжали успешное наступление в направлении Мценска. За две недели наступления 137-я сд прошла с боями более 80 км, вышла на полступы к Мценску. К концу декабря 41-го в составе дивизии оставалось не более 1,5 тыс. человек, она действовала пятью стрелковыми батальонами на фронте до 30 км.

Выйдя к реке Зуша в районе Мценска 28 декабря 41-го, 137-я сд начала тяжелые бои за переправы против постоянно контратакующих подразделений противника. 409-й сп к Новому году не дошел до Мценска всего 700 метров.

С 28.12.1941 года вела бои на рубеже реки Зуша и в районе Спасское-Лутовиново. 4 февраля в составе 3-й армия начала операцию с целью овладения г. Болховом. Приданная 137-й сд 150-я тбр в начале боя понесла серьезные потери. Несколько дней 137-я дивизия предпринимала атаки в направлении Кузнецово-1-е, Кривцово, Бабинково 1-е, но безуспешно. Не имели успеха и соседи. 20.03.1942 года была выведена в резерв в район станции Чернь.

C 28.04.1942 года участвует в безуспешном штурме Мценска. В течение 1942 года держала оборону в том же районе. С 02.02.1943 по 17.02.1943 года в наступлении.

С 23.07.1943 года принимала участие в Орловской стратегической наступательной операции с задачей форсировать реку Неручь и овладеть станцией Змиевка.

Перед началом наступления дивизия была усилена следующими частями: 20-я артиллерийская бригада, 45-й отдельный танковый полк, 37-й миномётный полк реактивной артиллерии, 38-й истребительно-противотанковый артиллерийский полк и три миномётных полка.

К 05.08.1943 года вышла к реке Ока в районе города Кромы. С 26.08.1943 года в наступлении в общем направлении на Гомель. 08.09.1943 года форсировала Десну, до 17.09.1943 года удерживала плацдарм, затем перешла в наступление. В начале октября 1943 года переброшена юго-западнее Гомеля на рубеж реки Сож, где с 10.10.1943 года вела бои за плацдарм. С 07.11.1943 года участвует в общем наступлении на Речицы, к 28.11.1943 форсировала Березину у её устья, расширила плацдарм в условиях болотистой местности, 04.12.1943 года вышла на железную дорогу Жлобин — Калинковичи, вела там бои до 15.12.1943 года, когда была заменена на рубеже 4-й стрелковой дивизией.

С конца апреля 1944 года дислоцируется в районе Рогачёва во втором эшелоне. С 27.06.1944 года принимает участие в Белорусской стратегической наступательной операции, в числе других приняла участие в освобождении Бобруйска.

21.07.1944 года, совершила марш-обход и перерезала шоссе Нарев — Бельск, окружив группировку врага и освободив город Бельск.

С 08.08.1944 в наступлении до 21.08.1944 года, когда дивизия была выведена во второй эшелон на отдых и пополнение, но не закончив, вновь 22.08.1944 года брошена в наступление. 28.08.1944 года северо-восточнее города Острув-Мазовецки дивизия вышла на государственную границу СССР и 30.08.1944 года выведена в резерв. С 04.09.1944 года — в оборонительных боях за Ружанский плацдарм, с 21.10.1944 года до середины ноября 1944 года — в наступательных и встречных боях по расширению плацдарма. В конце ноября 1944 выведена на отдых и пополнение.

С 19.01.1945 года в наступлении, участвуя в Восточно-Прусской операции. 25.01.1945 года овладела городом Мюльхаузен.

К исходу 26 января на подступах к Браунсбергу 137-я сд встретила сильное и организованное сопротивление противника. 170-я сд 42-го ск вышла к заливу Фришес-Гафф, 137-я сд, наступавшая правее, на автостраду Кенигсберг — Эльбинг, но имела с ней разрыв до 8-10 км. Слабо был обеспечен стык и на правом фланге.

Перебросив в район действий 48-й А крупные силы, противник начал крупную операцию с целью пробить коридор из Восточной Прусии в Германию. В полосе 137-й сд упорные бои развернулись в районе Тидмансфдорф, Гросс-Раутенберг, Фюрстенау, Ляук, Эберсбах. Гитлеровцы атаковали с фанатическим упорством, не считаясь с потерями. 137-я сд одновременно отбивала атаки противника и наступала, не имея при этом локтевой связи с соседями. При этом некоторые части дивизии действовали в условиях окружения. Противнику удалось прорваться на участках соседних 96-й и 17-й сд на расстоянии до 30 км, создалась угроза тылам 137-й сд, более того, в ее тылах действовали отдельные прорвавшиеся на запад отряды противника.

Фактически к концу января 45-го 137-я сд действовала в полуокружении, но действовала уверенно и продолжала наступать в заданном направлении. Штабу и командиру дивизии в эти дни приходилось работать в исключительно сложных условиях, при отсутствии надежной связи ч частями и вышестоящим командованием.

До 10 февраля 771-й и 624-й сп продолжали отбивать атаки противника, а 409-й сп наступал. За эти дни части дивизии вышли к реке Пассарге, но перейти ее не удавалось из-за исключительно упорного сопротивления противника. До г. Браунсберга, цели дивизии в этой операции, оставалось всего 3-4 км.

В ночь на 24 февраля 137-я сд в составе 42-го ск получила приказ сдать свои позиции у г. Браунсберга соседям и передислоцироваться в район Эльбинга. Дивизия получила задачу форсировать Вайхзель-Хаф-канал — конечная задача, а ближайшая — форсировать реку Ногат и взять г. Тигенхоф. Направление наступления изобиловало опорными пунктами в каменных зданиях, было изрезано каналами и силы гитлеровцев на этом участке фронта практически не уступали силам дивизии.

Операция началась в ночь на 27 февраля. 624-й сп скрытно переправил 1 батальон на плацдарм, занятый 170-й сд, и начал расширять его в направлении Хорстенбуш. Одновременно батальон майора Зуева 409-го сп переправился через реку Ногат и завязал бой за Хорстенбуш. В результате смелых и решительных действий был захвачен важный плацдарм до 1 км в глубину и 1,5 км в по фронту. Несколько суток шли тяжелые бои за Хорстенбуш, главная тяжесть боев за него выпала на 409-й сп подполковника Н. Артюгина.

С утра 7 марта части дивизии возобновили наступление. После тяжелого боя были взяты Видау и Гросс-Маунсдорф, к утру 9 марта 137-я сд вышла к г. Фюрстенау. 17-й ап прямой наводкой разрушал каменные здания, где батальон морской пехоты противника и другие разрозненные части. Пехота батальонов майоров Глебова, Зуева и Мухачева выбили противника из Фюрстенау. После взятия Фюрстенау наступление продолжалось безостановочно. Противник, умело маневрируя, оказывал исключительно упорное сопротивление. Продвижению частей дивизии мешали каналы, в каменных зданиях повсеместно были оборудованы опорные пункты.

К вечеру 9 марта части дивизии, продвинувшись на 3-5 км, вышли на подступы к г. Тигенхоф. После 6-часового боя Тигенхоф был взят. Части 137-й сд относительно соседей вырвались вперед и сходу форсировали Вайхзель-Хаф-канал. С утра 11 марта наступавший 771— сп встретил упорнейшее сопротивление гитлеровцев с направления Тигенхаген. Условия местности в устье Вислы позволяли противнику действовать и небольшими силами, нередко взятие даже группы домов превращалось в целую операцию. Особенно тяжелые бои шли за маслозавод в г. Тигенхофе.

До 18 марта части дивизии вели наступательные бои, но большого успеха не имели. 18 марта 137-я сд была выведена во второй эшелон и переброшена в г. Эльбинг для несения гарнизонной службы и подготовки к новым боям. Люди отсыпались, отходили от нервного напряжения многодневных боев. Но плановая учеба шла каждый день.

2 мая капитулировал Берлин. Но в устье Вислы еще сопротивлялась 75-тысячная группировка гитлеровцев. 48-я А должна была завершить ее разгром. 137-я сд получила задачу ударом на Тигенарт, Фишербабке, Штееген отрезать противника от Нижней Вислы и не дать ему отойти на побережье в направлении Данцига. Главная задача возлагалась на 624-й сп и приданные ему две штрафные роты и две роты «амфибий» (160 машин).

1 мая 137-я сд выступила в исходный район. Вся артиллерия дивизии должна была выйти на передний край и поддерживать огнем наступающую 170-ю сд в направлении Штееген. 3 мая десант на «амфибиях» форсировал канал и начал развивать наступление, преодолевая исключительно упорное сопротивление противника. 7 мая на врага был обрушен исключительной мощности огонь всей артиллерии дивизии. Бои шли весь день 7 мая и 8 мая до темноты.

В 4.30 утра 9 мая в направлении позиций противника была выслана группа офицеров штаба дивизии и качестве парламентеров с требованием капитуляции. В 12 часов дня 9 мая противник начал складывать орудие и организованно сдаваться в плен. Пехота 137-й сд занимала косу фрише-Нерунг и выходила к Балтийскому морю.

На участке 137-й сд в плен сдались 17126 гитлеровцев, в том числе генерал-лейтенант Раппорт, командующий группировкой на этом участке фронта, и 41 старший офицер. Были взяты трофеи: 380 грузовых машин, 59 — легковых, 30 БТР, 4 САУ, 40 орудий, 42 самолета Ме-109. Было освобождено из плена на участке дивизии 16 тысяч советских граждан, 7 тысяч поляков и румын.

12 мая части дивизии были переведены в Эльбинг для несения гарнизонной службы.