W trakcie agresji ZSRR na Polskę we wrześniu 1939 roku pełnił funkcję zastępcy dowódcy Frontu Białoruskiego utworzonego na bazie Specjalnego Białoruskiego Okręgu Wojskowego.
W czerwcu 1940 roku został komendantem Akademii Sztabu Generalnego, w sierpniu dowódcą Północnokaukaskiego Okręgu Wojskowego, a w grudniu Specjalnego Nadbałtyckiego Okręgu Wojskowego.
W chwili ataku Niemiec na ZSRR był dowódcą Frontu Północno-Zachodniego powstałego na bazie dowodzonego przez niego okręgu wojskowego. Został odwołany ze stanowiska dowódcy frontu z powodu klęski podległych oddziałów i przeniesiony w lipcu 1941 roku na stanowisko dowódcy 21 Armii. W dniu 26 lipca 1941 roku został dowódcą utworzonego Frontu Centralnego, którym dowodził w czasie walk w rejonie Smoleńska.
W dniu 14 sierpnia 1941 roku został dowódcą 51 Samodzielnej Armii, której zadaniem była obrona Krymu. W związku z przełamaniem pozycji obronnych 51 Armii przez wojska niemieckie w październiku 1941 roku został odwołany ze stanowiska.
W listopadzie 1941 roku został odwołany do Moskwy, gdzie został szefem sztabu 28 Armii Rezerwowej, a w grudniu zastępcą dowódcy Frontu Zachodniego i to stanowisko zajmował w czasie kontrofensywy pod Moskwą.