17 марта 1942 года 174-я стрелковая дивизия за боевые заслуги была переименована в 20 гвардейскую стрелковую дивизию. В это время дивизия в составе 30А вела бои на плацдарме на р. Волга в районе Тарутино.

2 апреля 42г. была выведена в резерв в Емельяновский район Калининской обл., где проходило формирование дивизии. В конце июля 42г. переброшена в состав 31А Западного фронта, готовившегося к наступлению в районе Зубцова. На 3 августа 42г. дивизия насчитывала 9156чел.

В августе — сентябре 1942 года формирование в составе войск 31-й армии (31 А) Западного фронта участвовала в Ржевско-Сычёвской наступательной операции. 4 августа 31 и 20 армии Западного фронта перешли в наступление. Прорвав после мощной 1,5ч. артподготовки оборону противника на р. Держа на участке Савостьяново, Лужки дивизия вместе с другими соединениями 31А перешла к преследованию отходящего в ю-з направлении противника. К исходу 5 августа дивизия вышла в районе Чичагово, Кагашино продвинувшись на 15км. До Зубцова оставалось еще 5км. При прорыве обороны за 4 и 5 августа потери дивизии составили 148убитых и 600 раненых. К исходу 6 августа дивизия вышла к р. Вазуза южнее Зубцова и начала форсирование рек Вазуза и Осуга на участке Щелканово, Коровкино. Закончив создание плацдарма дивизия перешла с него наступление в направление Пульниково. Однако противник подтянув на рубеж Вазузы части 328пд оказывал упорное сопротивление. Потери дивизии к 8 августа возросли до 1500чел. Боевые порядки дивизии непрерывно бомбила авиация противника. Большие потери наносила также немецкая артиллерия. К исходу 10 августа дивизия закрепилась на позициях вост. Пульниково.

Наступление было возобновлено 14 августа. Лишь 22 августа оборона противника был прорвана и дивизии удалось продвинуться на неск. километров до Бондарево, но дальнейших успехов наступление не имело. Весь конец августа и начало сентября 42г. 20 гвсд провела в позиционных боях в районе Векшино, Бондарево. 9 сентября была вновь проведена артподготовка и атака. Оборона противника была прорвана и полки несколько продвинулись до д. Сахотино. Однако и потери дивизии за день составили более 500чел.. Позиционные бои с взаимными атаками и контратаками длились до 17 сентября, после чего дивизия перешла к обороне на подступах к Сахотино, Черкасово, а в середине октября 42г. 20гвсд вывели в тыл для отдыха и пополнения.

В конце ноябре 42г. дивизия была передана в состав 20А и участвовала в т.н. операции "Марс". В атаках на печально известное Мал. Кропотово 29-30 ноября дивизия понесла большие потери, но успеха не имела. Бои в районе Мал. Кропотово продолжились и в начале декабря 42г., однако 20А так и не смогла прорвать фронт обороны противника. В начале декабря выведена в резерв, а 13 января 43г. передислоцирована в р-н. Сухиничи.

В феврале 1943 года дивизия была переброшена на Юго-Западный фронт и 4 марта включена в состав 6-й армии.

Во взаимодействии с другими соединениями армии до июля вела оборонительные бои на Северском Донце.В августе 1943-го дивизия выполняет задачи по обороне залиманского плацдарма на Северском Донце.

При освобождении Левобережной Украины соединение в составе 1-й гвардейской армии Юго-Западного фронта прошло с боями около 220 километров (км), освободила свыше 100 населённых пунктов, в том числе Нижнеднепровск.

В сентябре, принимая участие в освобождении советскими войсками Левобережной Украины, дивизия в составе 1-й гвардейской армии Юго-Западного фронта прошла с боями около 220 км, освободила свыше 100 нас.п., в том числе Нижнеднепровск (26 сентября). После освобождения Нижнеднепровска дивизия по приказу командира 6-го гвардейского корпуса, в состав которого входила, закрепилась на достигнутых рубежах и стала готовиться к форсированию Днепра.

В октябре 1943 года дивизия передана в состав 26-го гв. ск 46-й армии 3-го Украинского фронта, в составе которой форсировала Днепр в районе Сошиновки (12 км юго-восточнее Верхнеднепровска) и в течение ноября-декабря 1943 года ведет напряженные бои на криворожском направлении.

13 декабря части дивизии организованно передали свои участки обороны частям 195-й стрелковой дивизии и вышли в резерв, сосредоточились в районе Гуляй Поле, Владимировка, Любимовка. Здесь дивизия проводит инженерные работы по оборудованию армейского оборонительного рубежа и занимается боевой подготовкой. С 15 по 17 декабря дивизия получила три с половиной тысячи человек молодого пополнения, в основном из Днепропетровской области.

В феврале 1944 года участвовала в Никопольско-Криворожской наступательной операции и во взаимодействии с другими соединениями и частями 46-й и 37-й армий освободила город Кривой Рог (22 февраля), за проявленные мужество и героизм личного состава при освобождении города гв.сд было присвоено почётное наименование «Криворожская» (26 февраля 1944 года).

20 гв.сд успешно действовала в составе 46 А, с 22 марта 37-й армии 3-го Украинского фронта в Березнеговато-Снигирёвской и Одесской наступательных операциях. Преодолев ожесточённое сопротивление противника, части дивизии 28 марта форсировали реку Южный Буг в районе Натягайловка (3 км западнее Вознесенска).

29 декабря дивизия была передана в состав 6-го гвардейского корпуса и в ночь на 31 декабря сменила части 195-й стрелковой дивизии восточнее Софиевки. Началась подготовка к новому наступлению.

С 15 января 1944 года по приказу командира корпуса 20-я гвардейская перешла к обороне в районе поселка Высокий с целью подготовки к новым наступательным боям. Ей предстояло принять активное участие в Никопольско-Криворожской наступательной операции в составе 46-й армии, которой вместе с 8-й гвардейской и 4-м гвардейским механизированным корпусом надлежало нанести удар из Владимировки на Апостолово и частью сил на Кривой Рог. Вся вторая половина января ушла на тщательную подготовку этой операции.

С 17 февраля 1944 года дивизия принимает участие в Никопольско-Криворожской наступательной операции и во взаимодействии с другими соединениями 46-й и 37-й армий 22 февраля освободила Кривой Рог, за что ей 26 февраля 1944 года было присвоено почетное наименование Криворожской.

Успешно действует дивизия в составе 46-й, с 22 марта 37-й армий 3-го Украинского фронта в Березнеговато-Снигиревской и Одесской наступательных операциях. Преодолев ожесточенное сопротивление противника, части дивизии 22-24 марта сражаются за Вознесенск, а 28-го марта форсировали реку Южный Буг в районе Натягайловки (3 км западнее Вознесенска).

К исходу 30 марта полки дивизии овладели крупным населенным пунктом Лихтендорф, а к утру 31 марта вышли к реке Тилигул, юго-восточнее Демидова. 5 апреля 1944 г. в связи с осложнением обстановки на левом фланге 37-й армии дивизия вводится в бой в направлении Страссбурга, Чобручи. Развивая наступление с захваченного плацдарма на реке Южный Буг, дивизия вышла к станции Раздельная, отрезав пути отхода группировке противника на юго-запад.

12 апреля 1944 года за образцовое выполнение заданий командования в боях с врагом в районе Раздельной и проявленные личным составом доблесть и мужество дивизия награждена орденом Красного Знамени.

13 апреля дивизия вышла к реке Днестр и, с ходу форсировав реку в районе Копанки, захватила на противоположном берегу плацдарм и вместе с другими соединениями 37-й армии расширила его на глубину от 10 до 15 километров и в ширину до 20 километров. Этот плацдарм, позднее названный кицканским, обеспечил развертывание главных сил 3-го Украинского фронта в Ясско-Кишиневской операции.

В двадцатых числах апреля 20-я гвардейская была выведена во второй эшелон, вернулась на левый берег Днестра и сосредоточилась в районе Тирасполя. Здесь она получила пополнение и приступила к подготовке к новым боям. На данном участке в резерве дивизия находится до августа 1944 года.

Разгром немецко-фашистских войск в Одесской наступательной операции, выход наших войск к Днестру и захват оперативного плацдарма на его правом берегу — одна из замечательных побед Красной Армии весной 1944 года на юге страны. Свой вклад в эту победу внесли и гвардейцы 20-й дивизии.

Высокое боевое мастерство показали воины дивизии в Ясско-Кишиневской наступательной операции в августе 1944-го. Перейдя 20-го августа в наступление, части дивизии прорывают подготовленную оборону противника южнее г. Бендеры и в течение пяти дней с боями прошли свыше 130 км и 24 августа в районе Леово во взаимодействии с другими соединениями 2-го и 3-го Украинских фронтов завершили окружение крупной группировки фашистов юго-западнее Кишинева.

4 сентября 1944 года дивизия в составе 37-й армии 3-го Украинского фронта под звуки оркестра переправилась через Дунай, вступила на территорию Румынии и сосредоточилась на отдых в районе населенного пункта Исакчи.

7 сентября 1944 года за образцовое выполнение задания командования в боях с немецкими захватчиками в Ясско-Кишиневской операции 20-я гвардейская Криворожская Краснознаменная стрелковая дивизия Указом Президиума Верховного Совета СССР была награждена орденом Суворова II степени.

8 сентября дивизия в районе Сараджи перешла румыно-болгарскую границу и в составе войск 3-го Украинского фронта участвует в освобождении Болгарии от немецких захватчиков. К исходу 29 сентября дивизия сосредоточилась в районе Камен, Крушар, Михайловка, закончив более чем двухсоткилометровый марш. Расположились в палаточных лагерях, а штаб разместился в домах Михайловки. В течение октября 44-го дивизия занималась боевой учебой, в частях проводилась большая воспитательная и партийно-политическая работа, прибывало пополнение.

29 октября начальник штаба дивизии получил приказ командира 6-го гв. ск на марш в район Белграда. 6-й гвардейский корпус к тому времени был передан 57-й армии, которую возглавил генерал-полковник М. Н. Шарохин. Дивизии предстояло погрузиться в эшелоны на железнодорожной станции города Сливен, а выгрузиться на станции Пирот, уже в Югославии. Затем начать марш и не позднее 15 ноября сосредоточиться в районе Долово, Бованиште. Передислокация проводилась комбинированным способом: полки — железнодорожным транспортом, штаб и специальные подразделения — своим ходом.

После короткого отдыха в столице Югославии дивизия снова возобновила марш. За два дня переправились по понтонному мосту через Дунай и к вечеру 19 ноября сосредоточились у города Сомбор.

В составе 57-й армии (в ее составе действует до конца войны) дивизия принимает участие в Будапештской наступательной операции, в ходе которой дивизия 29 ноября во взаимодействии с 10-й гвардейской вдд и 32-й отдельной гвардейской мехбригадой овладела г. Печ.

6 декабря дивизия вышла в резерв командующего 57-й армией и к исходу дня сосредоточилась в районе Гиче, Чекей, Гиньяковичи. 9 декабря 1944 года дивизия вышла в район Марцали южнее озера Балатон. До 18 ноября части дивизии вели тяжелые оборонительны бои, отбивая яростные контратаки противника. К исходу 18 декабря враг, не добившись успеха, прекратил свои бесплодные контратаки. До 21 декабря части дивизии вели бои за улучшение своих позиций, а 21 декабря по приказу командования 6-го гвардейского корпуса перешли к жесткой обороне занимаемого рубежа. На усиление дивизии было придано два артиллерийских полка и 249-й танковый полк.

Впервые с 1943 года была получена боевая задача на оборону с целью отражения готовящегося наступления противника. С 8 мартя 1945 года дивизия участвует в Балатонской оборонительной операции, в которой во взаимодействии с другими соединениями армии стойко отражала наступление группировки врага из района Надьбойама в направлении на Капошвар.

Последняя большая наступательная операция немецко-фашистских войск во Второй Мировой войне в районе озера Балатон была сорвана войсками 3-го Украинского фронта. В оборонительных боях его войска измотали и обескровили наступающие группировки противника и, сохранив стратегические резервы, создали условия для проведения Венской наступательной операции.

27 марта 20-я гвардейская дивизия по приказу командующего 57-й армией сдала полосу обороны частям 61-й гвардейской дивизии и, совершив марш в район западнее Капошвара, вошла в состав 64-го стрелкового корпуса, начав подготовку к новому наступлению.

6 апреля дивизия снова включена в состав 6-го гв. ск генерала Дрейера и, совершив марш из района Словичей по предгорьям Восточных Альп, к утру 9 апреля заняла исходное для наступления положение.

С 10 апреля дивизия, принимая участие в Венской наступательной операции, успешно действует в направлении Надьканижа, Летенье. В последующие дни, наступая в сложных условиях горно-лесистой местности, части 20-й гвардейской к исходу 14 апреля вышли на рубеж высоты 372,0, Вальсберг, где по приказу командира корпуса закрепились.

В ночь на 21 апреля дивизия сдала участок обороны соединениям 64-го корпуса, к утру 24 апреля сосредоточилась в районе Феринт, Шефер, Вельтен, составляя второй эшелон 6-го гвардейского корпуса. В этом живописном районе в пору весеннего расцвета садов гвардейцы пробыли до 8 мая 1945 года.

8 мая дивизия переходит в наступление в направлении Фельдбах, Грац с задачей овладеть важным узлом дорог и опорным пунктом врага. К исходу дня дивизия вышла на подступы к Фельдбаху и начала подготовку к штурму этого важного опорного пункта врага.

В 5 часов утра 9 мая, в этот торжественный и незабываемый день, когда война официально уже закончилась, полкам дивизии пришлось снова вступить в бой. Передовой отряд под командованием подполковника Бологова быстро сбил охранение противника и, не останавливаясь, с ходу ворвался в Фельдбах.

В 9 часов утра 9 мая, когда войска армии на других направлениях начали последнюю мощную артиллерийскую подготовку, передовой отряд дивизии ворвался в Грац. В городе находились различные тыловые части и учреждения фашистской армии, не успевшие сбежать на Запад. Они, не оказывая сопротивления, сложили оружие. Боевые части противника поспешили покинуть город, стремясь сдаться в плен американским войскам, двигавшимся на город из Италии. В 11 часов дня на западной окраине города гвардейцы встретили разведку американских войск, а в 12 часов дня в Грац прибыли главные силы дивизии.

В тот день 20-я гвардейская Криворожская Краснознаменная, ордена Суворова II степени стрелковая дивизия закончила свой боевой путь в Великой Отечественной войне.