Затем, до 23 февраля 1942 года дивизион находился в Москве, в резерве Западного фронта, после чего был переброшен на станции Шаховская и Волоколамск, в состав 20-й армии. В период с 1 марта по 1 августа бронепоезда сделали 36 боевых выездов для поддержки артогнем частей 927, 251, 82-й стрелковых дивизий, 49-й стрелковой и 64-й мотострелковых бригад. За этот период дивизион уничтожил 13 опорных пунктов, 11 блиндажей, 5 пулеметных точек, 7 ДЗОТ, 10 минометов и батарею 105-мм орудий. В это же время бепо обстреливались артиллерией противника 7 раз.

3 августа 1942 года приданный 251-й стрелковой дивизии 21-й ОДБП поддерживал огнем наши части в районе Княжьи Горы, всего выло выпущено 1100 76-мм снарядов. После этой операции бепо вывели в резерв 20-й армии на станцию Холщевики.

Следует сказать, что по предложению командира бепо № 1 майора Простакова летом 1942 года провели уменьшение высоты башен бронеплощадок, что позволило уменьшить их массу. Как следствие, увеличилась скорость поворота башен, что было немаловажно в боевых условиях.

25 ноября 1942 года 21-й дивизион передали 31-й армии, и через три дня он сосредоточился на станции Курково, приданный 371-й стрелковой дивизии. В ходе боев за Ржев с 2 января по 1 марта бронепоезда произвели 17 огневых налетов с закрытых позиций.

25 апреля 1943 года приказом управления бронепоездов ГБТУ КА бепо получили новые номера: № 1 - 658, № 2 - 695. Через четыре дня дивизион вошел в состав 50-й армии.

2 марта 1943 года бепо поддерживали наступление 371- й дивизии в районе Лунево. На следующий день наши части ушли вперед за пределы досягаемости орудий бронепоездов, а так как железная дорога была разбита, то 21-й ОДБП вывели на станцию Холщевики, а 7 апреля передали 16-й армии с дислокацией на станции Вертное.

В это же время бепо № 658 убыл на перевооружение, в ходе которого на него установили 76-мм танковые пушки Ф- 34. Бепо вернулся в состав дивизиона 26 мая 1943 года.

В апреле было получено две 25-мм автоматических зенитных пушки, установленных на контрольных площадках. Кроме того, на приобретение двух таких же орудия личный состав дивизиона собрал 50000 рублей в январе 1943 года. На имя И. Сталина командование части направило соответствующее письмо с просьбой о покупке пушек. В апреле дивизион получил телеграмму за подписью Сталина, в которой говорилось:

«Капитану Терновому (командир дивизиона.
– Прим, автора). Передайте бойцам и командирам части бронепоездов, собравших 50000 руб. на постройку зенитных пушек, мой боевой привет и благодарность Красной Армии. Желание личного состава будет исполнено».

Приобретенные за собранные средства два 25-мм орудия прибыли в июле 1943 года и были установлены на бронепоездах.

Начиная с конца апреля 1943 года 21-й ОДБП регулярно совершал боевые выезды для обстрела немецких позиций в районе Думиничи. Всего по 29 июня бепо совершили 17 выездов, причем с 25 мая дивизион действовал в группе бронепоездов (21 и 43-й ОДБП) под командованием майора Горбонос (командир 43-го дивизиона). Группа бепо вошла в состав артиллерии поддержки пехоты 1095-го стрелкового полка 324-й стрелковой дивизии.

Второй раз группа бронепоездов из 21 и 43-го ОДБП создается 11 июля 1943 года на станции Живодовка (район Сухиничи) с задачей поддержки 212-й стрелковой дивизии. Группа вела боевые действия с 13 по 17 июля, в результате чего противника выбили с занимаемых позиций в районе Речицы. За этот период бепо 21-го дивизиона уничтожили 4 артиллерийских и 5 минометных батарей, 10 пулеметных точек, до 250 человек, сбили один самолет, отбили 5 контратак противника.

Затем 21-й ОДБП прикрывал восстановление мостов через Жиздру, а 13 - 14 августа 1943 года поддерживал наступление 413-й стрелковой дивизии в районе реки Песочная. Из-за неисправности пути бронепоезда продвинуться дальше не смогли, и осуществляли прикрытие от атак с воздуха участков Думеничи - Палики и Фаянсовая - Рославль до 24 ноября 1943 года, затем по приказу штаба 50-й армии передислоцировались в Климовичи, куда прибыли только 10 февраля 1944 года.

23 марта 1944 года 21-й ОДБП получил приказ о переброске из состава 1-го Белорусского в состав 1-го Украинского фронта. Из-за загруженности железных дорог продвижение было медленным, и только 8 апреля бронепоезда прибыли в Киев. Затем дивизион поступил в распоряжение 106-го стрелкового корпуса, и 1 мая прибыл на станцию Бунцюв. В течение мая бронепоезда отразили несколько налетов немецкой авиации.

В период с 28 мая по 26 июня 1944 года бепо произвели несколько артналетов по заранее пристрелянным целям. Стрельба велась главным образом ночью. 18 июля получен приказ о передислокации 21-го ОДБП на станцию Красне. Через восемь дней, во время пребывания на станции Скварява были получены сведения о наличии в районе станции банд. Группы автоматчиков, сформированные из личного состава дивизиона, прочесывали местность с 26 июля по 1 августа, при этом было задержано 5 человек немцев и 5 эсэсовцев из состава дивизии «Галичина».

Поступив в распоряжение 60-й армии 1-го Украинского фронта 20 июля 1944 года, 21-й ОДБП получил распоряжение совместно с 37-м Шепетовским ОДБП продвигаться по маршруту Злочев - Красне - Львов - Перемышль по мере восстановления железной дороги. Дивизионы сводились в группу бронепоездов под общим командованием командира 21-го ОДБП. Их задачей являлось прикрытие железнодорожных объектов от атак с воздуха. 22 августа дивизион прибыл на станцию Рава-Русская, а с 23 по 28 августа бронепоезда совместно с пограничниками участвовали в боевых действиях против частей УПА, которые разобрали железную дорогу в районе станции Горинец.