С 24 августа позицию под Остером на Десне по приказу командующего фронтом М.П. Кирпоноса занимал отряд моряков флотилии, который более суток задержал движение противника, пока не подошли свои войска. Флотилия со 2 по 12 сентября поддерживала обороняющихся и прикрывала отход сухопутных войск за Десну. Другие оставшиеся в строю корабли с 7 августа по 19 сентября содействовали обороне флангов Киевского укрепленного района, а с 17 по 19 сентября прикрывали отход войск из Киевского укрепленного района [1037] .

С отходом частей Красной Армии из города личный состав флотилии взорвал корабли и воевал в составе сухопутных частей окруженной группировки. Рогачев был тяжело ранен и направлен в госпиталь. В ночь на 19 сентября его на самолете вывезли в Полтаву [1038] .

После выздоровления Рогачева направили на Волгу. С ноября 1941 по январь 1942 года контр-адмирал командовал 5-й бригадой речных кораблей, которую еще предстояло создать. 1 января 1942 года его назначили командующим Волжской военной флотилией [1039] .

Флагману пришлось пройти с флотилией самые тяжелые дни борьбы за Волгу и Сталинград.

Волжская военная флотилия существовала с октября 1941 по июнь 1944 года. Командовали ею С.Г. Сапожников (28 октября – 6 ноября 1941), С.М. Воробьев (6 ноября 1941 – 16 февраля 1942 года). Рогачев был командующим с 16 февраля 1942 по 14 мая 1943 года [1040] .

К началу боевых действий летом 1942 года в состав Волжской военной флотилии входили канонерские лодки, бронекатера, плавучие батареи, катера-тральщики, тралбаржи и полуглиссеры; кроме того, при мобилизации флотилию пополнили невооруженные катера-тральщики и катера ПВО. Канонерские лодки и бронекатера составляли 1-ю и 2-ю бригады речных кораблей, а тральщики и несколько бронекатеров – отдельную бригаду траления. Отдельно действовал Северный отряд бронекатеров и тральщиков. Флотилию дополняли 68-я отдельная железнодорожная батарея и 2 батальона морской пехоты [1041] .

Летом 1942 года германские войска развернули наступление в сторону Сталинграда и к середине июля вышли на реку Чир. Германская авиация усилила постановку мин на Волге и удары с воздуха по пунктам базирования кораблей и по караванам судов на реке, чтобы прервать важную коммуникацию. С конца июля 1942 года флотилия проводила траление мин, поставленных неприятельской авиацией на Волге от Астрахани до Саратова. Корабли флотилии конвоировали караваны и отдельные суда. Только с 22 июля по 1 ноября корабли флотилии отконвоировали без потерь 113 транспортов, отбили 152 воздушные атаки и сбили 3 самолета. Пришлось выделить часть моряков, чтобы управлять вооружением, установленным на гражданские суда. Военные команды судов за 1942 год сбили 21 самолет [1042] .

Так как боеприпасов для морских орудий было немного, цели для обстрела согласовывали с командующим флотилией. Рогачев издал специальный приказ, который обобщал опыт действий артиллеристов флотилии и пропагандировал совершенствование их мастерства в стрельбе по невидимым целям с помощью корректировочных постов. Командующий требовал не бояться применения сложных видов стрельбы, проводить разбор стрельб, повышать выучку командиров и боевых расчетов, установить связь с армейскими артиллеристами [1043] .

В период битвы за Сталинград, с 24 июля 1942 до конца января 1943 года, Волжская военная флотилия оказалась в оперативном подчинении командующего войсками Сталинградского фронта. Она поддерживала сухопутные войска огнем, высаживала десанты, охраняла речные коммуникации, перевозила войска и военные грузы под непрерывным воздействием артиллерии и авиации противника. Корабли и суда флотилии совершили более 35 тысяч рейсов через Волгу, доставив на правый берег около 120 тысяч человек, 13 тысяч тонн грузов, более 400 автомашин. Артиллерией Волжской военной флотилии были уничтожены 3 полка пехоты, 48 танков, 16 самолетов. За проявленный героизм два дивизиона бронекатеров были удостоены звания гвардейских, две канонерские лодки наградили орденами Красного Знамени [1044] .

В ходе наступления 19–23 ноября войска Юго-Западного и Донского фронтов соединились и замкнули кольцо окружения вокруг Сталинграда. После этого корабли флотилии способствовали уничтожению окруженного противника. До 15 октября, пробиваясь сквозь льды, бронекатера доставляли подкрепления и грузы через Волгу. Корабли продолжали артиллерийскую поддержку сухопутных войск. Последние выстрелы канонерские лодки флотилии сделали 30–31 января 1943 года, при ликвидации окруженной группировки противника. А 2 февраля остатки германских войск под Сталинградом прекратили сопротивление [1045] .

К весне 1943 года определилась основная задача флотилии: противоминное и противовоздушное обеспечение перевозок по Волге. По приказу наркома ВМФ Рогачев подготовил к 5 марта план весеннего боевого траления; 10 марта план был утвержден. Развернулась широкая работа, в первую очередь с минной опасностью [1046] . Уже к середине апреля после контрольного траления началось движение транспортных судов. Затем последовали массовые перевозки нефтепродуктов.

Несмотря на успехи флотилии, командующего постигла немилость. Весной 1943 года германская авиация, за время борьбы за Сталинград поставившая сотни мин, активизировала действия. В 1943 году она поставила 409 мин. Этим занималось специальное соединение самолетов [1047] . В результате на Волге, оказавшейся в тылу фронта, появились потери.