Сформирована в июле 1941 года в Орловском ВО (Воронежская область), дислоцируется в Буденном.

По состоянию на 1 октября 1941 года входила в состав 49-й армии Резервного фронта. 3 октября, согласно директивы Ставки ВГК № 2703/оп командующим войсками Резервного фронта об изменении районов сосредоточения дивизий, 31-й кавалерийской дивизии было приказано во изменение ранее данной директивы сосредоточиться в районе города Белёв.

Впервые вступила в бой 10 октября 1941 года под г. Козельск в ходе оборонительного сражения под Москвой в составе 49-й армии Западного фронта. Дивизия подошла к Козельску на помощь одной из частей 194сд выгрузившихся на перегоне Сухиничи-Козельск и оставшихся без связи с командованием дивизии. В течении 11-14 октября вместе с частью 194сд атаковала Козельск, но неудачно. Командир 194сд в отчете сетовал на неудачные действия именно кавалеристов. 15 октября получила приказ отходить на Одоев-Белев.

В конце октября - середины ноября во взаимодействии с другими соединениями 50-й армии вела упорные бои в районе г. Тула. С переходом войск Западного фронта в контрнаступление действовала по тылам и коммуникациям противника в районе Тула, Венёв, Мордвес.

25.11.1941 г. сложилась обстановка, грозившая полным окружением Тулы. Продолжая развивать наступление на каширском направлении, гитлеровцы вышли в Гричино, Оленьково, Мордвес, а на михайловском направлении им удалось достигнуть районного центра. Этим они разрезали 50-ю армию на две части. Чтобы помешать немецко-фашистскому командованию ввести в прорыв новые силы, 31-й кавалерийской дивизии приказано начать активные действия у него в тылу на коломенском направлении. Прикрыть кавалеристов должна была 239-я стрелковая дивизия, вышедшая в район Серебряных Прудов. Одновременно 41-я кавалерийская дивизия получила задачу уничтожить противника в районе Михайлова.

1 декабря 50-я армия частью сил во взаимодействии с 238-й дивизией 49-й армии продолжала контратаковать войска Гудериана на своем правом фланге. В тоже время 31-я кавалерийская дивизия активно действовала в тылу мордвесской группировки противника. Кавалеристы нарушили коммуникации врага и овладели населенными пунктами Горшково, Киселевка, Ильинка, Оленьково. Маневр 31-й кавалерийской дивизии создал серьезную угрозу тылу вражеских войск под Каширой.

В результате успешных действий 413, 340 и 290-й стрелковых и 31-й кавалерийской дивизий враг потерпел серьезное поражение. Но он все еще не мог примириться с мыслью, что его попытка овладеть Тулой окончательно провалилась. Именно поэтому с яростью обреченных гитлеровцы предприняли еще ряд попыток наступать. Ночью 7 декабря они пробовали атаковать западную окраину Тулы из района Маслово. Утром две роты противника начали атаки из Алексеевки и Ямны. Но и эти попытки окончились для врага плачевно. Оставив на поле боя убитых и раненых, он вынужден был откатываться назад.

18.12.1941 г. чтобы преследовать врага в высоком темпе и освободить город Калугу, создается подвижнуя группа, которую возглавил заместитель 50-й армии генерал-майор Попов. В состав группы вошли 154-я стрелковая, 112-я танковая, 31-я кавалерийская дивизии, Тульский рабочий полк, танковый батальон и две батареи гвардейского минометного дивизиона. Перед подвижной группой поставили задачу — не отрываясь от отступающего противника, выйти на подступы к Калуге и на рассвете 20 декабря ударом с юга овладеть городом. С юго-запада и юга маневр подвижной группы обеспечивала 290-я стрелковая дивизия, с севера — 258-я.

Немногим более чем за трое суток подвижная группа прошла около 90 километров и успешно выполнила первую часть поставленной задачи. К сожалению, противник упорно сопротивлялся перед фронтом 49-й армии, и она выйти к городу не успела. Поэтому рано утром 21 декабря подвижная группа генерала Попова одна пошла на штурм Калуги. Она атаковала город с трех направлений. Первыми в Калугу ворвались части 31-й кавалерийской дивизии. Потом с юго-восточной стороны через Оку переправились 473-й стрелковый полк 154-й стрелковой дивизии и подразделения 112-й танковой дивизии.

Однако после упорного сопротивления врага стало совершенно ясно, что только силами подвижной группы Попова освободить город невозможно. Поэтому было приказано 217-й и 413-й стрелковым дивизиям, являвшимся левым крылом 50-й армии, охватить Калугу с юго-запада, а 340-й стрелковой дивизии заходить с северо-востока. К штурму города привлекались также части 258-й и 290-й стрелковых дивизий.

25 декабря основные силы 50-й армии подошли к Калуге и разбили кольцо окружения, в котором находилась подвижная группа. В ночь на 30 декабря после мощного огневого налета войска армии перешли в решительное наступление и к 11 часам полностью овладели городом.

За образцовое выполнение заданий командования в боях с немецко-фашистскими захватчиками и проявленные личным составом мужество и героизм 5 января 1942 года была преобразована в 7-ю гвардейскую кавалерийскую дивизию.