За оборону Сталинграда дивизии присвоено наименование гвардейской – она становится 75-й гвардейской стрелковой дивизией и входит в состав 13-й армии Центрального фронта. За боевые действия на Курской дуге, образцовое выполнение боевых заданий и проявленные при этом мужество и героизм 21 июля 1943 года дивизия награждена орденом Красного знамени.
1 августа 1943 года дивизия вошла в оперативное подчинение 70-й армии Центрального фронта. С 4 по 11 августа дивизия ведет наступательные бои в районе Крушинино. В составе 30-го стрелкового корпуса 60-й армии 26 августа, с началом Черниговско-Припятской операции, дивизия переходит в наступление и 27 августа вступает на территорию Украины, освободив станцию и поселок Хутор-Михайловский. 2 сентября был освобожден Ямполь, 7 сентября Батурин, а 9 сентября, после жестоких боев, город Бахмач.
За освобождение города Бахмач дивизии присваивается наименование «Бахмачская».
21 сентября дивизия выходит к р. Десна и с хода, первой на участке 60-й армии, форсирует ее. Стремительно продвигаясь вперед, 23 сентября 1943 года дивизия выходит на левый берег р. Днепр в районе села Тарасовичи, первой с хода форсирует Днепр около города Дымер, в 35 км севернее Киева, и захватывает в районе сел Ясногородка и Глебовка плацдарм, первый в полосе наступления 60-й армии. Дивизия захватывает, удерживает и расширяет плацдарм на правом берегу р. Днепр, обеспечивая последующее наступление на Киев. Участвуя в Киевской наступательной операции, дивизия 3 ноября 1943 года прорывает оборону противника под селом Толокунь, а 4 ноября освобождает Дымер (райцентр Киевской области). После упорных боев 9 ноября освобождает райцентр и станцию Бородянка, 10 ноября форсирует р. Тетерев и 11 ноября выбивает немцев из села Великая Рача. 11 ноября был освобожден г. Радомышль, но затем, ввиду контрнаступления противника, дивизия переходит к обороне.
8 января начинается Калинковичско-Мозырская операция по освобождению Белоруссии. Дивизия прорывает оборону противника и участвует в боях за г. Калинковичи, который был освобожден 14 января. За действия в Калинковичско-Мозырской операции дивизия награждена орденом Суворова II степени.
Участвуя в операции «Багратион», дивизия проводит интенсивную разведку боем позиций противника, создавшего на высотах в районе Паричей (Гомельская обл.) сильно укрепленный пункт обороны. 24 июня, обходя укрепления противника и преодолевая болота, которые немцы считали непроходимыми, дивизия начинает наступление, 26 июня овладевает райцентром Паричи и выходит на р. Березина.
29 июня был освобожден г. Бобруйск, а после уничтожения окруженной в районе Бобруйска группировки противника 8 июля дивизия освобождает г. Барановичи. За участие в разгроме противника в районе Бобруйска и освобождение Барановичей дивизия награждена вторым орденом Красного Знамени. 22 июля 1944 года 75-я гвардейская дивизия пересекла государственную границу СССР и вступила на территорию Польши.
В сентябре 1944 года 75-я гвардейская дивизия передается из 1-го Белорусского фронта в состав 3-го Прибалтийского фронта. 7 октября дивизия овладела городом и станцией Сигулда. 13 октября, во взаимодействии с частями 3-го Прибалтийского фронта, дивизия освободила правобережную часть Риги. Вечером 13 октября Москва салютовала войскам, освободившим столицу Латвии Ригу.
27 декабря 1944 года дивизия передислоцировалась в Польшу, в район г. Миньск-Мазовецки, а в ночь на 9 января 1945 года подразделения дивизии переправились на западный берег р. Висла, чтобы заменить на плацдарме части 74-й гвардейской стрелковой дивизии и 1-й Армии Войска Польского. Утром 14 января началась Варшавско-Познанская наступательная операция, и дивизия в составе 61-й армии начала наступление с Магнушевского плацдарма на р. Висла. Овладев 15 января населенными пунктами Острува и Варка, дивизия обошла Варшаву с запада, отрезав обороняющие ее части противника. 16 января дивизия освободила город Гродзинск. 17 января Варшава была освобождена. Продолжая активные боевые действия, 18 января дивизия форсировала р. Бзура и освободила г. Сохачев, а 19 января – Лодзь.