4-й зенитной артиллерийской дивизии РГК, к 26 ноября завершил ее формирование и организовал отправку на Юго-Западный фронт. С прибытием 3-4 декабря в район Калача и Бутурлиновки зенитные артиллерийские полки дивизии были распределены по общевойсковым соединениям 1-й гвардейской армии для их прикрытия в районах сосредоточения и развертывания. В ходе наступления зенитные артиллерийские полки продвигались с войсками армии, прикрывая подвижные группы стрелковых и механизированного корпусов от ударов воздушного противника, вели также борьбу с артиллерией и танками противника. В отдельные периоды полки выполняли задачи противовоздушной обороны боевых порядков 18-го танкового и 5-го механизированного корпуса фронтового подчинения. Один из полков дивизии (658-й зенап) вместе с прикрываемым 24-м танковым корпусом оказался в окружении в районе станицы Тацинской, вел бои с воздушным и наземным противником, сбил 11 вражеских самолетов. При выходе из окружения полк понес значительные потери в личном составе и боевой технике. Всего за декабрь 1942 г. частями дивизии было сбито 34 самолета противника. Как недостаток в действиях частей дивизии в период участия Юго-Западного фронта в Сталинградской наступательной операции отмечалось отставание от поддерживаемых (прикрываемых) соединений. Использование частей дивизии происходило на очень широком фронте, прикрываемые соединения действовали на удалении нескольких десятков, а то и сотен километров друг от друга, при этом штаб дивизии находился на расстоянии до 100 и более километров от полков, что чрезвычайно осложняло командиру управление полками. В январе – феврале 1943 г. дивизия в составе армии наступала на донбасском направлении. В марте ее части осуществляли ПВО захваченных у противника плацдармов на западном берегу р. Северский Донец в районе городов Святогорск, Изюм, Балаклея. В ходе этих боев дивизия отражала массированные налеты авиации противника на боевые порядки войск. Всего за период с 12 декабря 1942 г. по 25 февраля 1943 г. частями дивизии было уничтожено 114 вражеских самолетов, 14 танков, 10 бронетранспортеров, 21 автомашина противника и свыше 800 его солдат и офицеров. С 25 апреля до первой половины мая дивизия находилась в Миллерово на переформировании. Новое вооружение получили три полка малого калибра, один полк был перевооружен на зенитные орудия среднего калибра. С августа 1943 г. 4-я зенитная артиллерийская дивизия РГК под командованием генерал-майора артиллерии А.С. Макашутина в составе Юго-Западного (с 20.10.1943 г. – 3-го Украинского) фронта принимала участие в Донбасской стратегической наступательной операции, в освобождении Донбасса. С августа 1943 г. в ходе освобождения Левобережной Украины и битвы за Днепр части дивизии прикрывали войска фронта при проведении Донбасской, Днепропетровской и Запорожской наступательных операций, осуществляли прикрытие переправ через р. Днепр, а также принимали участие в освобождении городов Днепропетровск и Запорожье. Всего за 1943 г. дивизией было сбито 58 самолетов противника, три ее полка были преобразованы
