Более двух месяцев Ротмистров с группой солдат и офицеров выходил из окружения по территории Литвы, Белоруссии и Брянщины.
14 сентября полковник Ротмистров был назначен на должность командира 8-й танковой бригады 11-й армии Северо-Западного фронта. Бригада была спешно создана по приказу Ставки из рабочих Кировского (Путиловского) завода города Ленинграда.
В октябре бригада в составе танкового полка и мотострелкового батальона за сутки совершила марш в 250 километров от Валдая до Думаново и 14 октября подошла к деревне Каликино под Калинином.
Сосредоточившись на Ленинградском шоссе на участке Медное – Калинин наряду с другими соединениями из состава оперативной группы генерала Ватутина, 8-я танковая бригада в ходе Калининской оборонительной операции несколько дней вела бой с противником, занявшим город Калинин и пытавшимся через Медное – Торжок выйти в тыл войскам Северо-Западного фронта.
16 октября противник нанёс сильный удар из района железнодорожной станции Дорошиха на Николо-Малицу, в ходе которого была прорвана оборона 934-го стрелкового полка, и к исходу дня противник вышел в район Медного.
Бригаде под командованием Ротмистрова было приказано выйти к Полустову, находящемуся в 8 км северо-западнее Медного, и не допустить дальнейшего продвижения противника на Торжок.
При выполнении этой задачи, после прорыва части танков и мотоциклов противника к Марьино и захвата переправы через реку Логовеж,
Ротмистров решил отвести бригаду в район Лихославля.
В боевом донесении на имя генерал-полковника И. С. Конева Ротмистров так обосновывал своё решение:
«Сообщаю, 8 тбр 17.10 была атакована танковой дивизией противника при поддержке мотоциклистов и авиации, которая бомбила бригаду всё светлое время 17.10.
Вследствие открытого моего правого фланга и превосходящих сил противнику удалось прорваться у с. Медное через р. Тверца и захватить вторую переправу у Марьино через р. Логовеж. В силу сложившейся общей обстановки, общего отхода частей Красной Армии из этого района я произвел рокировку и сосредоточил бригаду в 12-15 км северо-восточнее Лихославля, в лесу, непосредственно восточнее Поторочкино».
Генерал-полковник Конев в телеграмме на имя генерал-лейтенанта Ватутина потребовал «Ротмистрова за невыполнение боевого приказа и самовольный уход с поля боя с бригадой арестовать и предать суду военного трибунала».
Генерал-лейтенант Ватутин, оценив обстановку и положение остальных соединений оперативной группы, потребовал от Ротмистрова:
«Немедленно, не теряя ни одного часа времени, вернуться в Лихославль, откуда совместно с частями 185 сд стремительно ударить на Медное, уничтожить прорвавшиеся группы противника, захватить Медное.
Пора кончать с трусостью!»
Вскоре в составе Калининского фронта 8-я танковая бригада принимала участие в зимнем контрнаступлении советских войск под Москвой, отличившись при освобождении города Клин.
В