В начале Великой Отечественной войны 1941—45 кавалерийские соединения, расположенные на юго-западных и западных границах (всего 7 дивизий), вели бои по прикрытию отхода общевойсковых соединений. Советское командование летом 1941 приступило к формированию новых кавалерийских дивизий. К концу1941 были дополнительно развёрнуты 83 кавалерийские дивизии лёгкого типа. В первые месяцы войны выявились серьёзные недостатки в боевом использовании К.: нарушался принцип её массированного применения, К. часто использовалась для наступления на сильно укрепленные рубежи и населенные пункты и др. В декабре 1941 директивой Верховного Главнокомандования кавалерийские дивизии начали сводиться в кавалерийские корпуса, было запрещено дробление кавалерийских корпусов, которые подчинялись фронтовому, а не армейскому командованию и предназначались (совместно с танковыми и механизированными войсками) для развития успеха при прорыве обороны, преследования отходящего противника и для борьбы с его оперативными резервами. В оборонительных операциях К. составляла манёвренный резерв фронта. В Московской битве 1941—42
участвовало 15 кавалерийских дивизий; в ожесточённых боях под Москвой особенно успешно сражались 1-й гвардейский кавалерийский корпус генерала П. А. Белова и 2-й гвардейский кавалерийский корпус генерала Л. М. Доватора. В Сталинградской битве 1942—43
сражались: 3-й гвардейский кавалерийский корпус генерала И. А. Плиева (с 17 декабря 1942, генерала Н. С. Осликовского), 8-й (позже 7-й гвардейский) кавалерийский корпус генерала Борисова, 4-й кавалерийский корпус генерала Т. Т. Шапкина. В связи с переходом советской армии к широким наступательным действиям в 1943 была проведена реорганизация К.: назначен командующий К. (Маршал Советского Союза С. М. Буденный), образован штаб кавалерии (начальник штаба генерал В. Т. Обухов, затем генерал П. С. Карпачев); упразднены лёгкие дивизии, проведено укрупнение дивизий и повышение их огневой мощи; усилены противотанковые средства кавалерийских корпусоветская Всего было оставлено 8 кавалерийских корпусов 3-дивизионного состава, в том числе 7 гвардейских корпусов в действующей армии, и 3 отдельные кавалерийские дивизии (в Забайкалье и на Дальнем Востоке). Один кавалерийский корпус находился в Иране. В 1943 К. сыграла значительную роль в битве за Кавказ (4-й гвардейский Кубанский кавалерийский корпус генерала Н. Я. Кириченко и 5-й гвардейский Донской кавалерийский корпус генерала А. Г. Селиванова), в Курской битве 1943
и в освобождении Левобережной Украины (2-й гвардейский кавалерийский корпус генерала В. В. Крюкова). В битве за Днепр в конце сентября участвовал 7-й гвардейский кавалерийский корпус, который форсировал в районе Чернигова р. Днепр и захватил плацдарм на противоположном берегу. Наряду с использованием в наступлении усиленных кавалерийских корпусов для развития успеха при прорыве обороны с 1943 кавалерийские корпуса стали сводиться во временные конно-механизированные группы (КМГ) в составе 1—2 кавалерийских и 1 танкового или механизированного корпусов, которые применялись для этой же цели. Весьма успешными были действия КМГ: генерала Кириченко в Донбасской наступательной операции 1943
,
генерала Плиева в Березнеговато-Снигирёвской операции 1944
и Одесской операции 1944
,
генерала Осликовского и Плиева при развитии успеха в Белорусской операции 1944
,
генерала В. К. Баранова в Львовско-Сандомирской операции 1944
,
генерала С. И. Горшкова в Ясско-Кишинёвской операции 1944
и др. Сформированная в конце 1944 штатная КМГ (в последующем 1-я гвардейская КМГ) под командованием генерала Плиева принимала участие в боях за освобождение Румынии и Венгрии. Боевые действия советско-монгольской КМГ в составе Забайкальского фронта в августе 1945 способствовали разгрому японской Квантунской армии на Дальнем Востоке. Возросшая в ходе Великой Отечественной войны огневая мощь войск ограничила тактическое использование К. рамками пешего боя. Сближение с противником производилось обычно в конном строю; по достижении намеченного рубежа кавалерийские части спешивались и развёртывались в боевой порядок. При благоприятной обстановке иногда применялись атаки и в конном строю особенно в тех случаях, когда противник не успевал закрепиться и организовать систему огня. С целью уменьшить опасность нападения авиации противника кавалерийские соединения совершали марши в ночное время, в метель и туман, маневрировали вне дорог. За высокое боевое мастерство, мужество и отвагу всем кавалерийским корпусам действующей армии были присвоены звания гвардейских. Многие воины-кавалеристы удостоены звания Героя Советского Союза, десятки тыс. кавалеристов награждены орденами и медалями. После Великой Отечественной войны численность К. значительно сократилась. В середине 50-х гг. в связи с развитием средств массового поражения и переходом к полной моторизации армии К. как род войск прекратила своё существование, и кавалерийские части были расформированы.