В первые месяцы войны о действиях 6-го дивизиона бронепоездов писали газеты «Правда», «Красная Звезда», Западного фронта, 21 и 3-й армий. Военный совет 3-й армии представил дивизион к ордену Боевого Красного Знамени, правда награждение не утвердили.
Бронепоезд № 1 из состава 1 -го ОДБП выхолит на боевую операцию. Лето 1942 года. Хорошо видно вооружение передней бронеплощадки - 75-мм французская пушка образца 1898 года в башне и бортовые пулеметы ДТ (РГАКФД).
Оставшийся личный состав 6-го ОДБП вывели на доукомплектование в Москву. Сначала часть предполагалось переформировать - она стала именоваться 55-м дивизионом бронепоездов. Однако 31 декабря 1941 г. командир 55- го ОДБП получил приказ генерал-лейтенанта Я. Федоренко, в котором говорилось, что «для сохранения боевых традиций оставить за вверенным Вам дивизионом прежнее наименование - 6-й отдельный дивизион бронепоездов».
В конце ноября 1941 г. в Москве 6-й ОДБП получил новую матчасть - бронепоезда №1 «Истребитель фашизма», Ng2 «Уничтожим врага». Первый строился в депо Москва- пассажирская Ленинской железной дороги (две бронеплощадки) и Сталинских мастерских, и состоял из бронепаровоза Ов №4748 с башней ПВО (толщина брони 12 - 15 мм не каленая сталь) и двух бронеплощадок - двухосной с двумя 45-мм пушками в башнях танков Т-26 (толщина бортов 45 мм) и двухосной с башнями от танка Т-28 (пулеметные и орудийная) и толщиной бортов 17 мм. Бепо №2 сооружался в депо Люблино и имени Ильича Западной железной дороги. Он включал в себя бронепаровоз Ов с башней ПВО (толщина не каленой брони 30 - 40 мм ), четырехосную бронеплощадку (толщина брони 30 мм) с башнями от танка Т-28 и двухосную (броня 30 мм) с двумя 45-мм пушками в танковых башнях. Следует сказать, что при строительстве площадок на них устанавливали корпуса танков, которые затем обваривались бронелистами. Естественно, что такая конструкция создавала неудобство для орудийных и пулеметных расчетов. Кроме того, 45 и 76-мм орудия были сильно изношены, что потребовало их замены (в декабре 1941 г. - 45-мм, и в июне 1942 г. 76- мм). Для усиления вооружения бронепоездов силами личного состава дивизиона в октябре - ноябре 1941 г. было изготовлено еще четыре бронеплощадки (по две на бепо). Две из них были двухосными открытыми с бортами из 24- мм брони, на которых стояло по одной 37-мм зенитной пушке. Две другие строились на базе четырехосных платформ были также открытыми (только в центре крытый каземат) с бортами из 18 - 30-мм брони. Их основное вооружение состояло из 76-мм зенитных пушек обр. 1931 г. (ЗК) - по одной на площадке, а также бортовые пулеметы Максима. На площадке, включенной в состав бепо «Истребитель фашизма» кроме 76-мм, стояла еще и 45-мм зенитка. Весной 1942 г. в состав бепо дополнительно включили по одной двухосной площадке ПВО, также сооруженных силами дивизиона. Их вооружение состояло из счетверенной установки Максимов и 37-мм пушки («Истребитель фашизма») и двух ДШК («Уничтожим врага»).
С первых чисел декабря 1941 г. 6-й отдельный дивизион действовал совместно с 331-й стрелковой дивизией 20-й армии Западного фронта в районе Хлебниково - Лобня - Красная Поляна, с 21 января по 23 февраля 1942 г. находился в резерве, а затем до начала 1943 г. - в составе 33- й армии, поддерживая действия 53, 160 и 222-й стрелковых дивизий в районе разъезда Угрюмово.
На основании распоряжения начальника ГБТУ КА №1109420 от 5 декабря 1942 года бронепоезда получили новые номера: №1 - №646, №2 - №662.
С 1 января по 1 марта 1943 г. дивизион поддерживал части 33-й армии, наступавшие в направлении Вязьмы, уничтожив за этот период два дома с немецкими солдатами, два блиндажа, три ДЗОТа, подавил огонь трех артиллерийских и минометной батарей, рассеял до роты пехоты.
Весной 1943 г. бронепоезд №646 получил новую матчасть - состав типа БП-43 (бронепаровоз Оп №485, артиллерийские бронеплощадки №42-629, 42-630, 42-631 и 42-632, площадка ПВО-4), а с 1 марта дивизион поступил в распоряжение 50-й армии.
31 марта 1943 г., поддерживая части 277-й стрелковой дивизии, бепо №646 из-за разбитого немецкой артиллерией железнодорожного полотна лишился маневра. В результате получил повреждения бронепаровоз Ов №485 и четыре артиллерийских бронеплощадки. После эвакуации состав направили на ремонт в Калугу.