Весной силы соединений 39 армии иссякли и она вынуждена была перейти к обороне, получив задачу удерживать освобожденную ею территорию между Белым, Сычевкой, Ярцевом и Духовщиной, простиравшуюся на 120 км с севера на юг и на 100 — с запада на восток. 373-я стрелковая занимала оборону по западному берегу р. Днепр, на самом южном участке оборонительных рубежей армии. 2 июля фашистское командование нанесло удар со стороны г. Белый по горловине, соединявшей 39 армию с основными силами Калининского фронта. Оборонявшие коридор части 41 армии были отброшены, и 39 армия оказалась в окружении. В тяжелых условиях прорывались из вражеского кольца большие и малые группы воинов дивизии. В боях при выходе из окружения в районе деревни Егорье многие бойцы и командиры сложили свои головы, в том числе и первый командир дивизии полковник В. И. Хмылев. Воины, которым удалось вырваться из окружения, стали ядром дивизии. Она с июня по ноябрь 1942 г. находилась на переформировании в районе города Вышний Волочек. Командовать дивизией стал полковник К. И. Сазонов.
С ноября 1942 г. по январь 1943 г. дивизия вновь вела наступательные и оборонительные бои в составе 39 армии в районе Урдома Калининской области. В январе уральцы были выведены с переднего края в район станции Селижарово, откуда после небольшого отдыха и пополнения были переброшены в район восточнее г. Велиж. Здесь с 20 по 29 марта в составе 43 армии вела наступательные бои на сильно укрепленные позиции противника. В этих боях дивизия понесла большие потери и в конце марта была выведена на переформирование в г. Бологое, где вошла в состав 52-й армии. В дальнейшем до окончания войны 373-я стрелковая вела боевые действия в составе этой армии. После завершения формирования и подготовки состава дивизия была переброшена в район южнее г. Воронеж, где входила в состав Степного, а затем Воронежского фронтов. Действуя в составе Воронежского фронта в битве за Днепр (25 августа — 23 декабря 1943 г.), на киевском направлении освободила большое количество населенных пунктов, в том числе г. Миргород, за что удостоена наименования «Миргородская». В конце сентября дивизия выходит к Днепру и ведет бои по его форсированию. В составе 2-го Украинского фронта дивизия форсировала р. Днепр у г. Черкассы и совместно с другими соединениями 52 армии 14 декабря 1943 г. освободила этот город. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 14 декабря 1943 г. за освобождение г. Черкассы 373 стрелковая Миргородская дивизия награждена орденом Красного Знамени.
В январе 1944 г., участвуя в Корсунь-Шевченковской операции (24 января — 17 февраля), уральцы освобождают г. Смела и большое количество населенных пунктов Смелянского и Корсунь-Шевченковского районов (ныне Черкасской области). 17 февраля завершилась Корсунь-Шевченковская операция, а в марте дивизия принимает участие в Уманско-Ботошанской операции (5 марта — 17 апреля 1944 г.) 2-го Украинского фронта. В период с 5 по 31 марта 1944 г. дивизия прошла с боями более 400 километров, участвовала в освобождении г. Умань, форсировала реки Южный Буг и Днестр, в числе первых у села Скуляны вышла на государственную границу СССР. В ознаменование одержанных побед 373 стрелковая Указом Президиума Верховного Совета СССР от 8 апреля 1944 г. награждена орденом Суворова II степени.
В апреле дивизия перенесла боевые действия на территорию Румынии севернее г. Яссы. До августа 1944 г. дивизия вела наступательные и оборонительные бои в этом районе.
С 20 августа по 5 сентября 1944 г. дивизия участвовала в Ясско-Кишиневской операции 2-го Украинского фронта. В этой операции 373 стрелковая дивизия, завершая окружение немецко-фашистских войск в районе г. Хуши, встретилась с другой Челябинской дивизией — 20-й гвардейской (174 стрелковая), действующей в составе 3-го Украинского фронта.