В соответствии с Приказом НКО СССР № 0127 от 28 марта 1941 года в целях подготовки командного состава и специалистов для танковых войск Куйбышевское пехотное училище было переформировано в танковое.
В мае 1941 года, по окончании училища, лейтенанта Коновалова направили на должность командира танкового взвода в одну из частей, расквартированную в Литовской ССР. О том, как для него началась война, Семен Васильевич вспоминал так: «В бой вступил в 4 часа утра 22 июня 41 года… В боевых действиях командира роты тяжело ранило, и я командование роты принял на себя. На нашем участке против наших 17 танков немцы бросали до 50 танков с поддержкой артиллерии… Несмотря на то что мы в составе танковой роты уничтожали до 26 танков противника, но и свои потери – по 6, по 9 танков – мы несли».
Летом 1941 года лейтенант Коновалов принимал участие в оборонительных боях в Прибалтике, в одном из которых в начале августа был тяжело ранен и отправлен в госпиталь в г. Вологда.
По выздоровлении его направили в Архангельский автобронетанковый учебный центр, где он обучал молодых танкистов и передавал им свой фронтовой опыт. Но Семен Коновалов не хотел отсиживаться в тылу, он рвался в бой, подавая один за другим рапорты с просьбой направить его на фронт. И, наконец, в апреле 1942 года его просьбу удовлетворили, назначив командиром взвода в 15-ю танковую бригаду.
Во время Харьковской операции (12–29 мая 1942 года) 15-я танковая бригада наступала на село Маяки, оборонялась в районе Малая Еремовка, прикрывала переправу через реку Северский Донец. С 25 мая 1942 года бригада наступала в районе Красная Гусаровка с целью обеспечения выхода из окружения 21-го танкового корпуса 57-й, 6-й армий.
После этих неудачных майских боев в Харьковской операции обескровленная 15-я танковая бригада была выведена в резерв Южного фронта. С 5 июня по 1 июля 1942 года в г. Ворошиловграде доукомплектовывалась личным составом и техникой, получив 9 танков КВ, 20 – Т-34 и 20 – Т-60.
В начале июля в ходе нового наступления 3-й и 40-й немецкие танковые корпуса совершили глубокий охват войск 9-й, 38-й и части сил 24-й советских армий в районе г. Миллерово Ростовской области, поставив их под угрозу окружения.
К 3 часам 10 июля 1942 года, совершив 160-километровый марш в условиях непрерывного дождя и распутицы, 15-я танковая бригада сосредоточилась в районе хутора Каюкова.
Она вошла в сводную танковую группу во главе с генерал-майором Алексеевым, включавшую также 5-ю гвардейскую и 140-ю танковые бригады. Согласно боевому распоряжению № 0378/ОП штаба Южного фронта танкистам предстояло с утра 13 июля 1942 года уничтожить группу противника, двигающуюся из района Криворожье, Александровка на Каменск. С выполнением задачи выйти на рубеж Горный – Екатериновка, прикрыть правый фланг в районе Шарпаевки и не допустить продвижения противника в направлении Каменска (ныне г. Каменск-Шахтинский Ростовской области).
Но выполнить замысел советского