Дивизия формировалась в Уральском военном округе, в Свердловской области. Причем результаты набора превзошли все ожидания и предположения (всего в эстонские части до осени 1942 года прибыло 26 445 человек). Уже 10 февраля 1942 года последовало распоряжение Наркомата обороны СССР о создании второй эстонской дивизии — 249-й стрелковой. А 25 сентября 1942 года директива Верховного главнокомандования ознаменовала рождение 8-го Эстонского стрелкового корпуса, командиром которого был назначен генерал-майор (впоследствии генерал-лейтенант) Лембит Пэрн.
В бой национальные воинские соединения Красной армии вводились только по специальному разрешению Верховного главнокомандования. Этому предшествовали контакты с руководителями соответствующей компартии. Даже в момент тяжелейшего положения осенью 1942-го под Сталинградом, когда туда шли все резервы, Сталин после разговора с секретарем ЦК КП(б) Эстонии подтвердил: корпус будет направлен на Калининский фронт, поближе к эстонской территории.
К концу 1942 года эстонские воинские части насчитывали свыше 27 300 человек: 7-я дивизия — 10 052, 249-я — 10 235 человек, запасной полк — 6617 (в мае 1943 года 8-му корпусу был передан 221-й танковый полк «За Советскую Эстонию», летом 1944 года — авиаэскадрилья «Тазуя» из 14 самолетов У-2, другие части и подразделения). Эстонцы составляли 88,8 % численности корпуса. В 249-й дивизии воевали 67 эстонских шведов. В целом процент эстонцев в двух эстонских дивизиях Красной армии был выше процента эстонцев среди населения предвоенной Эстонской Республики (88,1 % в 1934 году).
В декабре 1942 года корпус перебросили на Калининский фронт и влили в состав 3-й ударной армии. К этому времени уже шла начавшаяся 24 ноября операция по освобождению Великих Лук. 29 ноября город был окружен, но 10-тысячный германский гарнизон под командованием подполковника фон Засса, командира 277-го пехотного полка и потомка остзейских баронов с эстонского острова Сааремаа, складывать оружие не собирался.
Бои в городских кварталах, оборудованных немцами как долговременные укрепления, носили ожесточенный и кровопролитный характер. В атаках участвовали все офицеры эстонских дивизий, вплоть до командиров полков. Эстонские части понесли значительные потери, погибли или были ранены почти поголовно все командиры взводов, рот и батальонов.
Сопротивление противника ослабло только с 14 января 1943 года, когда началась сдача в плен групп солдат вермахта по 20–30 человек в каждой. Штаб гарнизона и его начальник фон Засс были захвачены с боем 16 января. Причем один из офицеров корпуса, пленивших подполковника, капитан Хаммер (у него в блокадном Ленинграде погибла вся семья), был в детстве пастухом на мызе Валъяла на острове Сааремаа, принадлежавшей баронскому роду фон Зассов.
8-й Эстонский корпус активно участвовал в Великолукской операции в течение 42 дней. Им было захвачено 1554 пленных, в том числе 61 офицер, уничтожено 123 дзота, 261 огневая точка, 60 орудий и 21 миномет, подавлено большое число целей, взяты богатые трофеи. Сражение в Великих Луках стало боевым крещением соединения, его бойцы проявили массовый героизм. Напоминанием об этих боях остались памятники на братских могилах воинов Эстонского корпуса на высоком берегу Ловати у Великих Лук. В дивизиях к концу боев в строю осталась примерно половина штатного состава. Корпус был выведен в резерв.
Следующей важной вехой на боевом пути Эстонского корпуса стала операция по освобождению Нарвы. В ней участвовали его 354-й и 917-й стрелковые полки, три саперных батальона, все три артиллерийских полка, 45-й и 221-й танковые полки, эскадрилья ночных бомбардировщиков. Все они активно действовали во время решительного штурма города, начавшегося 25 июля 1944 года. 26 июля задача была выполнена, Нарва очищена от противника (85-му артиллерийскому полку за эти бои 9 августа было присвоено наименование «Нарвский»).
17 сентября корпус с боями вошел на территорию Эстонской ССР. Форсировав реку Эмайыги и сметая оказывавшего упорное сопротивление врага, эстонские дивизии и полки успешно развивали наступление. Так, 7-я дивизия за день прошла 30 км и освободила Алатскиви. К тому времени началось поспешное отступление гитлеровцев с Нарвского участка фронта. Части корпуса, выйдя 19 сентября к северной части Чудского озера, встали на пути отхода больших масс немецких войск. Их попытки пробиться на запад пресек у Авинурме высланный сюда командиром корпуса отряд в составе батальона пехоты, полка танков и полка САУ.
После этого по приказу командования корпуса был сформирован один из подвижных передовых отрядов фронта, шедших на столицу Эстонии во главе с полковником Вырком, командиром 354-го полка. 21 сентября 1944 года, получив приказ «Освободить Таллин завтра!», отряд, пройдя с боями около 120 км, захватил аэродром с 25 самолетами, после чего ворвался в город 22 сентября около 11.30 утра. Одновременно в эстонскую столицу вошли части 8-й армии. К вечеру Таллин полностью контролировался советскими войсками.