На 10 января 42г. 333-я стрелковая дивизия насчитывала 10933чел., 353 пулеметов, 159 минометов, 36 полевых орудий.
К 15 января дивизия сосредоточилась на берегу Сев. Донца готовясь перейти в наступление в направлении Маяки, Райгородок. Перейдя утром 18 января в наступление части 333сд переправившись через Сев. Донец подошли к обеду к нп Маяки с севера и юга и вела с севера бой за Райгородок. Вклинившиеся между Маяками и Райгородком отд. части прорвались к Карповке и перехватили дорогу из Маяки на Славянск. Однако вскоре противник подтянув подкрепления начал контратаки против частей дивизии стараясь удержать в своих руках подступ к Славянску. В боях за Маяки и Райгородок вступили 11 и 78сбр. Части 333сд были перегруппированы зап. Славянска к Былбасовке.
К 31 января 42г. потери 333сд составили 5188чел.
В начале мая 9А проводила частную наступательную операцию в районе Маяки. Тем временем 12 мая перешли в наступление на Харьков ударные группировки ЮЗФ. 57 и 9 армии Южного фронта должны были прикрывать со стороны Барвенково тыл ударной группы, однако 9А была занята частной наступательной операцией в которой были задействованы все и так скудные резервы армии. В том числе две ее танковых бригады. Потери в ходе "Маяковской" операции у привлеченной к ней частей составили 368убитыми, 1429 ранеными, 1 КВ, 2 Т-34, 9 Т-60. Противник во время Маяковской операции продолжал перегруппировку готовясь нанести удар в направлении Барвенково.
15 мая командующий фронта генерал-лейтенант Малиновский Р.Я. приказал командарму 9А Харитонову прекратить дальнейшее наступление на Маяки, перейти к обороне и создать резервы. Однако начав перегруппировку закончить ее армия не успела. На 15 мая дивизия имела 10024чел. личного состава, 7 122мм, 28 76мм, 17 45мм, орудий, 12 120мм, 63 82мм, 62 50мм минометов 214 станк., 405 ручн. пулеметов. Оборонительные позиции во втором эшелоне армии в районе Барвенково занимали только части 1118сп и 1/897ап. Два других полка и часть артиллерии еще отводились из района Маяки находясь на марше. Артиллеристы вступили в неравный оборонительный бой с прорвавшимися немецкими танками. В результате оборонительного боя эти полки были частично окружены и прорывались с тяжелыми потерями к переправам через Донец потеряв много орудий. Отошедшие к Сев. Донцу остатки соединений 9А переправлялись на сев. берег мелкими группами и одиночными бойцами, потеряв почти все тяжелое вооружения. После сбора подразделения приводили себя в порядок. К 21 мая из состава дивизии в районе Крамаровки сев. Изюма было собрано 509чел.. Отдельные части и подразделения продолжали подтягиваться в районе сбора и к утру 22 мая было уже 1600чел.. 29 мая дивизия получила пополнение, а также вооружение и личный состав от 335 и 341сд и насчитывала 6657чел., 2 122мм, 9 76мм, 2 45мм, 1 120мм, 2 107мм, 9 82мм, 6 50мм минометов. Приняв участок от 5КК заняла оборону в излучине Донца зап. Изюма.
После отхода за Донец дивизию возглавил комдив (до 1942г имел звание комдив!!!) Чанышев Я.Д, который вышел с остатками 103сд из Барвенковского котла. На 20 июня дивизия насчитывала 9862чел., 6 122мм, 21 76мм, 15 45мм, 4 зен. орудий. 3 120мм, 103 82мм, 145 50мм минометов. До 20-х чисел июня занимала оборону совместно с кавалеристами 5КК в лесистой излучине Сев. Донца зап. Изюма.
С началом 22 июня 42г. немецкого наступления по плану "Фридерикус 2" противник начал форсирование Сев. Донца в районе устья р.Оскол. В ночь на 23 июня было принято решение об отводе 9 и 38 армий за Оскол. Командир дивизии получил приказ о немедленном отходе за Оскол утром 24 июня. Начав отход днем колонны дивизии попали под сильные удары немецкой авиации. Переправа через Оскол должна была осуществляться в районе Гороховатки. Переправы оказались разрушенными немецкой авиацией. Остались в целостности только пешеходные мостики. В районе переправы скопились колонны гужевого и автомобильного транспорта по которым наносила непрерывные удары немецкая авиация. Отходившие и скопившиеся в районе Гороховатки части перемешались. Переправа осуществлялась в хаотическом порядке, неорганизованно. Удалось переправить только личный состав, понесший большие потери, со стрелковым вооружением бросив все тяжелое вооружение.
Немецкие войска не стремились форсировать Оскол и командиры занимались вновь сколачиванием боевых подразделений из оставшегося личного состава. По предварительным данным в ходе отхода за Оскол к 26 июня дивизия потеряла 8300чел., 874 лошади, всю артиллерию и минометы, почти все пулеметы. К 28 июня удалось собрать из подходивших людей 5328чел. Таким образом потери составили 2652чел.. В отчете командира 5КК, который прикрывал отход наших войск за р.Оскол написано: " когда части корпуса вышли к переправе у Гороховатки, которую должна была оборонять 333сд, то выяснилось что дивизия в панике переправилась на вост. берег бросив всю мат. часть".
После приведения в порядок своих частей 30 июня дивизия выступила в район Куземовка для доукомплектования. С 5 по 9 июля совершала марш к переправе через Дон в районе Казанской и дальше в Калачский район Воронежской области.
Однако при движении к Казанской поступил новый приказ. 6-7 июля танковые части противника прорвались к Россоши захватив переправы через р.Черная Калитва. Возникла угроза прорыва моторизованных частей врага на юг к Кантемировке в тыл отходивших армий ЮЗФ. В район Казанской перебрасывалось управление 57А генерал-майора Никишева которому должны были подчинится 333, 140, 81, 277, 278сд, 22, 23, 24ибр, части 22 и 23ТК и артиллерийские части. Приказывалось организовать оборону по р.Богучарка и недопустить прорыва противника на юг. В дивизии отсутствовала артиллерия, т.к. ее 897ап и так не имевший мат. части убыл на формирование в Калачский район Воронежской обл. Боеприпасов было только по 25 патронов на дивизию.
К утру 9 июля дивизия сосредоточилась в районе Озерский на переправе у Казанской. Был получен приказ из частей дивизии сформировать боеспособные отряды которые выдвинуть вперед от переправ через Дон у Сухой Донец и Казанской. Вместе с бригадами 22ТК надо было организовать обширный тет-де-пон т.к. к Казанской отходило огромное количество тыловых частей Красной Армии, остатки разбитых армий ЮЗФ, тысячи и тысячи людей эвакуировавшегося гражданского населения, десятки тысяч голов скота. Немецкая авиация бомбила переправы препятствуя планомерной эвакуации. 1120сп должен был занять оборону у Сухой Донец, 1118сп у Медова, 1116сп у Макаровка.
До 15 июля удерживала на широком фронте плацдарм проводя разведку в направлении Мешков и Медова. Части 22ТК оставили данный плацдарм начав переброску в район Сталинграда. Слабые части дивизии 16 июля подверглись атаке превосходящих сил противника с участием танков и не выдержав отошли к переправам на Дон у Мигулинского. Командиру 333сд предписывалось совершить со своими частями марш в район Серафимовичей. 25 июля был ранен комдив Чанышев и новым командиром был назначен полковник Матвеев. Дивизия передавала личный состав на пополнение 304сд, а штабы ее выводились на переформирование.