Вечером 23 июня 1941 года бронепоезд прибыл в Псков. 21 июля поддерживал наступление наших частей в районе станции Плюсса, артогнем уничтожил три танка и две минометные батареи. Огнем счетверенной зенитно-пулеметной установки сбил самолет Ю-88, который с экипажем сгорел. 22 июля поддерживал действия 177-й стрелковой дивизии восточнее станций Плюсса, Серебрянка. Подавил артиллерийскую и минометную батареи. 23 июля поддерживал огнем 3-й мотострелковый полк в районе станции Серебрянка, уничтожил 15 автомашин с пехотой и командный пункт противника. 24 июля в том же районе уничтожил почти роту пехоты.
26 июля после шестидневных боев противник прекратил атаки на оборону 3-го мотострелкового полка в районе станции Плюсса и приступил к перегруппировке своих сил. Бронепоезд № 51 оставил здесь самоходную бронеплощадку (мотоброневагон) под командованием младшего лейтенанта С. В. Гребенюка, сам ушел на соседнюю станцию за пополнением боеприпасов. В 18 часов 40 минут мотопехота врага неожиданно атаковала мотоброневагон. Но экипаж не растерялся. Артогнем он уничтожил четыре танка и десять автомобилей. Атака была отбита… Младший лейтенант С. В. Гребенюк награжден орденом Ленина, наводчик Я. П. Володин и корректировщик М. Н. Шистеров — орденами Красного Знамени…
Материальная часть бронепоезда № 51 состояла из небронированного паровоза, двух мотоброневагонов, шести контрольных платформ, одной бронемашины с пушкой и ручным пулеметом. Всего имелось шесть 76-миллиметровых орудий, 12 пулеметов и три зенитки.
В конце августа 1941 года бронепоезд № 51 прикрывал наши части в районе Чудово. Позднее передвинулся на линию Кириши — Грузино, взаимодействуя с 292-й стрелковой дивизией.
Командиром бронепоезда был Я. С. Грушелевский, комиссаром — Н. Д. Неделя.
В ночь на 24 октября бронепоезд отходил к Тихвину. В 45 километрах от города горела база с боеприпасами 292-й стрелковой дивизии. Почти половина экипажа пошла тушить пожар. К утру его удалось ликвидировать. Спасены были четыре вагона со снарядами и два с продуктами. Но 22 вагона оказались разбитыми. Разбитыми оказались и 100 метров железнодорожной колеи. Путей отхода у бронепоезда не было. Весь день 24 октября восстанавливали дорогу. И впустую. В 17 часов появилась вражеская авиация, сбросила 30 бомб. Были разбиты паровоз, мотоброневагон, дрезина. В тылу появились фашистские танки. Капитан Я. С. Грушелевский приказал уничтожить второй мотоброневагон и выходить из окружения…
Бронепоезд № 26 внутренних войск НКВД был сформирован и вступил в строй 20 сентября 1941 года, в дни, когда противник пытался с ходу захватить Ленинград. С самого начала своей боевой деятельности экипаж умело отражал попытки врага прорваться к городу.
Бронепоезд использовался как кочующая артиллерийская батарея по всему фронту 42-й армии, обороняющей город. С 29 сентября 1941 года по 24 апреля 1942 года, судя по оперативным сообщениям, бронепоезд № 26 произвел 32 огневых налета: по окраине Сосновой Поляны и города Урицка, по станции Лигово, по огневым точкам врага на Стрельне, в Володарском и Ивановке, снова по Урицку и платформе Дачное, по пехоте противника в районе Сосновки, Константиновки.
На трех бронеплощадках бронепоезда № 82 внутренних войск НКВД было установлено шесть орудий и восемнадцать пулеметов. С таким вооружением действовал он в августе-сентябре 1941 года на участке Чудово — Мга; наносил рвущемуся к Ленинграду противнику ощутимый урон. Так, 12 сентября бронепоезд получил срочный приказ: встретить прорвавшуюся большую группу немецких танков в районе деревни Хандрово. Внезапный и мощный огонь бронепоезда внес замешательство в ряды противника. Враг дрогнул, пять его танков вспыхнули, остальные 26 застряли в болоте и были захвачены частями нашей 128-й стрелковой дивизии.
Но 13 ноября у станции Мыслино недалеко от города Волхов бронепоезд № 82 попал в безнадежное положение. Пути отхода оказались отрезанными, фашистские танки обстреливали его с фронта и тыла, сверху бомбила авиация. Командир бронепоезда капитан Ю. Ф. Мушкет и комиссар политрук Г. П. Якимчук приняли решение: материальную часть взорвать, самим же немедленно выходить из окружения. Взрывала бронепоезд «тройка» во главе с младшим лейтенантом А. С. Токаревым.
Экипаж собрался в Москве. Вскоре бойцы получили новую материальную часть, и уже под номером 25 бронепоезд охранял Москву от вражеских налетов, освобождал Белоруссию и Литву.
В первых числах мая 1942 года 32-й ОДБП в составе бронепоездов № 642 «Сталинец» и № 697 «Москвич» прибыл под Ленинград, причем из Москвы вынужденно отправились по разным веткам: «Сталинец» через Бологое, а «Москвич» через Калязин и Сонково. Встретились на станции Будогощь, которая была потом для дивизиона основной базой в течение полутора лет боевых операций.
Командиром дивизиона стал майор Н. И. Смирнов, начальником штаба — А. П. Неплюев.