В 1919 году Р.Я. Малиновский вернулся в Россию кружным путем через Владивосток и в конце того же года в Сибири присоединился к частям Красной Армии, в составе 27-й стрелковой дивизии участвовал в боях с колчаковцами, принимал участие в освобождении Омска, Новосибирска. Под Омском он был захвачен разъездом красноармейцев и сперва едва не был расстрелян – задержавшие его красноармейцы 27-й стрелковой дивизии обнаружили у него французские награды и книги на французском и сочли его шпионом. Он с трудом уговорил их доставить его в штаб, где ему поверили. В составе этой дивизии Красной Армии принял участие в Гражданской войне на восточном фронте против войск адмирала Колчака. В 1920 году переболел сыпным тифом.
После гражданской войны Малиновский окончил школу младшего начсостава, назначен командиром пулеметного расчёта, затем – начальник пулеметной команды, помощник командира и командир стрелкового батальона. В 1927–1930 учился в Военной академии имени М. В. Фрунзе.
С 10 января 1935 по 19 июня 1936 года – начальник штаба 3-го кавалерийского корпуса. При введении персональных воинских званий ему присвоено звание полковник. С 19 июня 1936 – помощник инспектора кавалерии Белорусского военного округа по оперативной части. В ходе маневров войск Белорусского военного округа 1936 года был начальником штаба армии «западных».
В 1937–1938 годах полковник Малиновский находился в Испании в качестве военного советника во время испанской Гражданской войны (псевдоним «колонель (полковник) Малино»), где разрабатывал боевые операции против франкистов, за что был награждён двумя советскими орденами.
После возвращения в СССР ему было присвоено воинское звание комбриг 15 июня 1938 года. С 1939 года – старший преподаватель в Военной академии имени М. В. Фрунзе. 4 июня 1940 года присвоено звание генерал-майор. Подготовил кандидатскую диссертацию на тему: «Арагонская операция, март-апрель 1938 года», но защитить её не успел. С марта 1941 года – командир 48-го стрелкового корпуса в Одесском военном округе.
С августа 1941 года командовал 6-й армией на Южном и Юго-Западном фронтах, во главе армии участвовал в Донбасско-Ростовской оборонительной операции. В декабре 1941 года назначен командующим войсками Южного Фронта. В январе 1942 года Южный и Юго-Западный фронты отбросили немецкий фронт в районе Харькова на 100 километров в ходе Барвенково-Лозовской операции. Однако в мае 1942 года в этом же районе оба этих фронта потерпели сокрушительное поражение в ходе Харьковской операции. Затем противник отбросил войска под командованием Малиновского от Харькова к Дону, в ходе чего советские войска понесли большие потери.
В июле 1942 года Малиновский был снят с должности командующего фронтом и назначен с понижением командующим 66-й армией, действовавшей севернее Сталинграда. С октября 1942 года – заместитель командующего войсками Воронежского фронта.
С ноября 1942 года – командующий войсками 2-й гвардейской армии. На этом посту он вновь проявил себя с наилучшей стороны: войска армии выдвигались на ростовское направление, когда ударная группировка немецкого генерала Манштейна нанесла удар с юга в направлении на Сталинград, имея задачу прорвать советское кольцо окружения вокруг 6-й армии Фридриха Паулюса. Пока заместитель наркома обороны, генерал-полковник Александр Василевский доказывал И. В. Сталину необходимость привлечь армию Малиновского к отражению немецкого удара, Малиновский по собственной инициативе остановил движение армии и развернул её в боевые порядки. Инициативные действия Малиновского и героизм личного состава возглавляемой им армии сыграли большую роль в победе в Котельниковской операции и, как следствие, в Сталинградской битве.
Особая страница в жизни Малиновского – Сталинград. В августе 1942-го с целью удержать город была создана 66-я армия, усиленная танковыми и артиллерийскими частями. В сентябре-октябре части во взаимодействии с 24-й и 1-й гвардейской армиями перешли в наступление севернее Сталинграда. Им удалось сковать значительную часть сил 6-й немецкой армии и тем самым ослабить ее ударную группировку, наступающую непосредственно на город.
Кстати, в историю войны Малиновский вошел и как автор знаменитой военной хитрости. Надо отметить, что начиная с боев под Сталинградом и на протяжении всей войны наиболее характерной чертой его полководческого искусства было то, что в замысел каждой операции он закладывал какой-либо неожиданный для врага способ действий, умел целой системой хорошо продуманных мер ввести противника в заблуждение и обхитрить его.