Бойцы дивизии принимали участие в битве за Москву, ведя разведку на своем участке обороны, нередко вступая в бой с противником. 15 января 1942 года дивизия была включена в состав Красной Армии, а 19 января переименована в 130-ю стрелковую дивизию. В ночь с 20 на 21 февраля дивизия впервые вступила в бой в полном составе. Начав наступление в районе населенного пункта Новая Русса за февраль-апрель 1942 года бойцы дивизии освободили 17 сел и деревень, уничтожили большое количество живой силы и техники противника. 14 августа совершили свой подвиг бойцы 130 стрелковой дивизии девушки-снайперы Наталья Ковшова и Мария Поливанова. Несколько часов они сдерживали наступление немецких солдат, и, будучи тяжело ранены, последними гранатами взорвали себя и окруживших их гитлеровцев. Обеим девушкам в феврале 1943 года было присвоено звание Героя Советского Союза.
За героизм личного состава 8 декабря 1942 года 130 стрелковая дивизия была переименована в 53-ю гвардейскую стрелковую дивизию. В феврале 1943 года дивизия принимала участие в Демянской операции, в начале 1944 года вели наступательные действия в составе войск Ленинградского фронта, а 16 июля перешла в наступление и разгромила немецкие войска на оборонительном рубеже "Линия Пантеры" (р. Великая), который немецкое командование считало неприступным. В августе 1944 года 53-я гвардейская стрелковая Краснознаменная дивизия принимает участие в Тартуской наступательной операции и освобождает город Тарту, а в октябре приказом Верховного Главнокомандующего дивизии присвоено почетное наименование Тартуская. Воины дивизии прошли нелегкий боевой путь, завершившийся в мае 1945 года у города Лиепая.