23 января 42г. 5 московская стрелковая дивизия народного ополчения была переименована в 158сд. С 24 января началась подготовка дивизии к боям на фронте. Проходило перевооружение артчастей на современное вооружение, доукомплектование частей. 27 января дивизия передавалась из МЗО в действующую армию. Артиллерия проводила боевые стрельбы новой мат. части. 4-7 февраля 42г. началась погрузка дивизии для следования на фронт. К 14 февраля дивизия сосредоточилась в Калинине.

К 17 февраля дивизия была переброшена в район юж. Селижарово, откуда совершила марш в южном направлении к Ростово (зап. Молодой Туд). Части 22А обходя с востока Оленинскую группировку противника прорвались к Белому. Однако наступавшая левеее 29А Калининского фронта оказалась отрезанной в Мончаловских лесах, а прорвавшаяся южнее 39А попала в полуокружение. Для разгрома Оленинской группировки предполагалось концентричными ударами разгромить и уничтожить западный мешок Оленинской группировки противника (XXIIIАК). 158сд должна была прорвать оборону противника на р.Молодой Туд в район Холмец и выйти к Оленино в район Лезвино. С ю-з навстречу наступали части 22А. Свежая 155сд (бывшая 4мсдно) должна была начать наступление с запада от Нелидово.

На 21 февраля 158сд насчитывала 11360чел., 1657 лошадей, 92 станк., 553 ручн. и ппд. пулеметов, 145 минометов, 36 орудий, 18 пто, 114 автомашин.

21 февраля дивизия перешла в наступление в районе Холмец. Наступление проходило при господстве немецкой авиации. Полки 158сд форсировав р.Молодой Туд овладели рядом нп на южном берегу но основные бои за Холмец-Макарово успеха не принесли. Бои проходили при непрерывных ударах авиации противника. Сильный артиллерийско-пулеметный огонь останавливал атаки наших войск. Немцы превратили все населенные пункты в сильно укрепленные узлы обороны. Не сумев овладеть Холмец полки были вынуждены отступить на исх. позиции и к 25 февраля по глубокому снегу мешавшему продвижению была осуществлена перегруппировка к левому флангу в районе Подсосенники откуда наши войска вновь атаковали выйдя к укрепленному рубежу Холмец-Пробойка. Но вновь перейдя в наступление батальоны встретили сильный пулеметный огонь на окраинах Холмец и Пробойка. Потери полков составили уже 273 убитыми и 1738 ранеными. Наступление частей 22А Юшкевича проходило в тяжелых погодных условиях. Продвижению наших войск и обходным маневрам вокруг немецких опорных пунктов мешал глубокий снежный покров и почти сплошная лесистая местность. Большие трудности испытывали тыловые службы армии. Недоставало боеприпасов и особенно горючего. Под угрозой была остановка всего автотранспорта армии. Попытка 879сп обойти Пробойку с востока предпринятая 1 марта закончилась тем что полк попал в районе Рассказово под сильный артиллерийской минометный огонь а затем в ходе контратаки был отброшен на север к Подсосенки. Потери полка возросли до 530 убитыми и 1250 ранеными. В нем оставалось всего 200 акт. штыков, а во всей дивизии 1175 акт. штыков.

Ввиду неудачных действий и больший потери командир дивизии 2 марта был снят. Новым комдивом стал генерал-майор Зыгин. Командир 879 полка Бондаренко был ранен. Командир 881сп снят со своей должности.

4-5 марта дивизия вела бои за Жиганово. Атакам сопутствовал некоторый успех. Были захвачены трофеи: 37мм орудия и пулеметы. С 6 марта поступил приказ сместить главный удар на Кормары-Пустошка. Однако последующие атаки на Пустошка успеха не имели. После небольшого отдыха с 16 марта атаки на Поддубное-Пустошка возобновились. Дивизия несла большие потери. Так 17 марта потери составили 65 убитых и 184 раненых, 18 марта 72 убитых и 145 раненых. У артиллеристов было мало снарядов. Из-за отсутствия 120мм мин минометных дивизион был снят с огневых позиций. Не сумев овладеть Пустошкой направление атак было вновь изменено. Теперь основной задачей были на Яблонька и Поддубное. 23 марта 881сп захватил Яблоньку но был выбит контратакой танков противника под прикрытием с воздуха 4 самолетами. В бою 23 марта были убиты командир 875сп майор Лебединский, комиссар 875сп Мостовой и пом. командира 881сп. Потери составили 49 убитыми и 175 ранеными, 34 пропало без вести. Дивизия отошла в исх. положение. Ввиду потерь боевой состав полков пополнялся за счет тылов. 27 марта ввиду больших потерь дивизия сдав свой участок 186сд выводилась в тыл. С 31 марта передавалась в состав 30А Лелюшенко.

В начале апреля 42г. дивизия была переброшена в район Соустье-Орехово в состав 30А КалФ. На 3 апреля насчитывала 3336чел., из которых 1450чел. акт. штыков. Перейдя в наступление в направлении Высоково, Холопово, Денисово, Жуково у впадения р.Молодой Туд (Тудовка) в Волгу. Дивизия овладела рядом нп. Вместе с дивизией атаковала приданная ей 117сббр и 242тб. Однако развитие наступление не получило. С конца апреля дивизия переходит к обороне от Щекино до устья Тудовки.

В июне-июле 42г. фронт обороны дивизии значительно расширился дойдя до 18км. Полки 158сд возведя прочную оборону обеспечивали части 30А во время проведения Ржевской наступательно операции. С августа 42г. дивизия в составе 39А. Для беспокоящих действий противника и недопущения снятия им частей с участка дивизии предпринимались частные атаки. Так 14 августа перейдя в атаку после артналета 875сп овладел рядом нп в районе устья Тудовки (Большаково). Новая атака была предпринята 23 августа силами 881сп. Захватив ряд позиций противника в районе д.Бортники полк неск. дней удерживал их. Немцы подтянув сильные резервы перешли к контратакам. Понеся большие потери полк. после неск. дней боев был вынужден отступить.

25 ноября 42г. дивизия вновь перешла в наступление в ходе операции "Марс". Преодолевая ожесточенное сопротивление противника и отражая контратаки резервов дивизия прорвала оборону 206пд продвигаясь в направлении Зайцево, Соустье. Потери при прорыве обороны составили 53 убитыми и 387 раныными. Противник перебросил участку прорыва из Удром части 14мд перешедшей к контратакам. Преодолевая ожесточенное сопротивление противника в районе Сухуша наши войска овладели к исх. третьего Зайцево и Сухуша. Зайцево 8 раз переходило из рук в руки. Противник был вынужден начать отвод своих сил перед правым флангом дивизии в условиях обхода. Продолжая в начале декабря 42г. наступление наши войска овладели нп. Ажево, Дорогино, Кокорово. В ходя операции частями 39А был ликвидирован выступ противника в районе Молодой Туд. В плен было взято более 100 немецких солдат.

С 2 марта 43г. наши войска начали преследовать отходящие с Ржевского выступа части противника. Пройдя за 26 дней 200км и освободив 250нас. пунктов. Совинформбюро отмечало дивизию одной из наиболее отличившихся в ходе наступления на КалФ.

В отчете дивизии приведено что со дня своего формирования и до апреля 43г. потери дивизии составили 6261убитый, 14050 раненый, 813 пропавший без вести.

С августа 1943 года — в составе 84-го стрелкового корпуса 39-й армии, с 20 октября 1943 года в составе 1-го Прибалтийского фронта. 13.8.1943 г. дивизия, принимая участие в Смоленской операции в составе 84-го ск 39-й армии Калининского фронта переходит в наступлениев в 7-ми километровой полосе хут. Починок, Ефремово, Ломоносово, Акулино в направлении городов Духовщина, Ярцево, Смоленск. В августе-сентябре 1943 года — в наступательных боях в общем направлении на посёлок Лиозно, районный центр Витебской области. 8 октября 1943 года Лиозно взят, за что 158-я стрелковая дивизия — приказом Верховного Главнокомандующего от 10 октября 1943 года — была удостоена воинского почётного наименования «Лиозненская». С 7.11.1943 г. части дивизии в составе 39-й армии переходят в наступление общим направлением на Витебск. Бои с переменным успехом успехом продолжались до апреля 44-го. С апреля 1944-го дивизии 39-й армии переходят к обороне. С февраля по апрель 1944 года в составе Западного фронта. С мая 1944 года действует в составе 84-го стрелкового корпуса 39-й армии 3-го Белорусского фронта. В конце июня 1944-го части дивизии ведут напряженные бои по овладению Витебском. 26-го числа полки ведут бой по овладению моста через Западную Двину. С 9 июля 1944 года, 158-я стрелковая дивизия, ведёт наступательные бои по освобождению от немецко-фашистских захватчиков территории Литвы. С 28.7.1944 г. дивизия в составе 39-й армии, действуя на правом крыле 3-го Белорусского фронта, развивает наступление в обход города Каунас с севера. Всего к 4 августа 1944 года соединение прошло с боями 273 км, освободив при этом свыше четырёхсот населенных пунктов Литовской ССР, включая три уездных центра — города Укмерге (24 июля), Кедайняй (2 августа) и Расейняй (9 августа). В результате к середине августа дивизия вплотную приблизилась к границе с Восточной Пруссии. Указом Президиума Верховного от 7 июля 1944 года за боевые отличия, проявленные при освобождении областного центра Белоруссии города Витебска, соединение было удостоено ордена Красного Знамени (Указ объявлен приказом наркома обороны СССР (№ 0187 от 7 июля 1944 года), а за боевую доблесть, проявленную в боях по освобождению Белоруссии и Литвы, Указом Президиума Верховного Совета СССР от 4 августа 1944 года — орденом Суворова 2-й степени (объявлен приказом замнаркома обороны СССР № 0289 от 30 августа 1944 года). С сентября-октябре 1944 года в составе 84-го стрелкового корпуса 43-й армии 1-го Прибалтийского фронта передислоцирована из районов Восточной Пруссии в Латвийскую ССР. Свершив 172 км марш, дивизия заняла исходное положение на левом берегу реки Лиелупе для наступления на город Иецава. 14 сентября 1944 года части дивизии, перейдя в наступление, форсировали реку Лиелупе, прорвали оборону и, развивая успех, продолжали наступать в направлении Иецава. Противник на подступах к Иецава имел заранее организованную оборону, укрепил высоты, заминировал подступы и использовал естественные препятствия реки Лиелупе. Обходным манёвром с востока дивизия сломала упорное сопротивление противника, форсировала реку Лиелупе и 18 сентября 1944 года овладела поселком Иецава, в этих боях противник понёс потери только убитыми более 400 солдат и офицеров. С 14 по 18 сентября 1944 года дивизия прошла с боями 24 км, освободила около 80 населённых пунктов. Совершив 25 км марш, дивизия 22 сентября 1944 года сходу вступила в бой на подступах к посёлку Балдоне. В трудных условиях сплошных лесов, ломая сопротивление противника, настойчиво продвигаясь вперед, дивизия овладела высотами на подступах к городу и отразив контратаки противника. 22 сентября 1944 года, форсировав реку Текава, овладела Балдоне и соединилась с частями 3-го механизированного корпуса. Ведя тяжёлые бои в лесах, дивизия выполнила поставленные задачи командования и вышла к реке Западная Двина. 12 октября 1944 года дивизия вышла на Либавское направление и заняла оборону по южному берегу р. Вета, юго-восточнее и западнее г. Мажейкяй. После продолжительных и упорных боев 18 октября 1944 года дивизия форсировала р. Вента и ударом с запада овладела уездным городом и спорным пунктом немцев г. Мажекяй, в котором уничтожено до 200 солдат и офицеров противника, захвачено 5 исправных танков. Развивая успех, части дивизии вышли на северный берег реки Выдаксте. После перегруппировки и подготовки нового удара, 21 ноября 1944 года дивизия в составе 4-й ударной армии форсировала реку Вадаксте и, прорвав сильно укреплённую оборону противника на северном её берегу, продвинулась вперёд до 13 км. В этих боях уничтожено до 350 немцев, взято в плен 130 солдат и офицеров и захвачены значительные трофеи. За образцовое выполнение задания в борьбе с немецкими оккупантами всему личному составу 158-й стрелковой дивизии приказом командующего 4-й ударной армией объявлена благодарность. 21 декабря 1944 года дивизия прорвала оборону противника на рубеже Даджи, Веки и с упорными боями вышла на реку Заня; овладела Заниниеки, создав плацдармы на северном берегу для дальнейшего наступления, отразив при этом 5 ожесточенных контратак пехоты и танков противника (до 2-х батальонов пехоты и до 25 броне единиц). Нанеся большие потери в живой силе и технике противнику, дивизия закрепилась на достигнутом рубеже. В этих боях уничтожено более 400 немцев. 23 января 1945 года, прорвав оборону противника, части дивизии вели упорные бои южнее и юго-западнее местечка Приекуле, против Курляндской группировки войск противника. С февраля в составе 6-й гвардейской армии. 14 марта 1945 года впервые за всё время своего существования была ведена из состава действующей армии — переподчинена 14-му стрелковому корпусу Белорусско-Литовского военного округа: на отдыхе и переформировании в районе города Мажейкяй. Согласно Директиве начальника Генерального штаба РККА № орг/2/1160 от 12 марта 1945 года, приняла в себя личный состав, имущество и вооружение расформированной на основании той же самой директивы 145-й стрелковой Витебской Краснознамённой дивизии с одновременным унаследованием воинского почётного наименований и боевой награды последней[4]. С 19 апреля 1945 года — вновь в боях Великой Отечественной: в составе 14-го стрелкового корпуса, непосредственно подчинённого штабу 2-го Белорусского фронта, приняла участие в заключительном этапе Берлинской стратегической наступательной операции. В связи с расформированием на основании Директивы Ставки Верховного Главнокомандования № 11097 от 29 мая 1945 года 14-го стрелкового корпуса, 158-я стрелковая дивизия переподчинена штабу 49-й армии 2-го Белорусского фронта. В течение июня 1945 года в соответствии с приказом командующего 49-й армией № 00136 от 4 июня 1945 года и приказом командира 158-й СД от 6 июня 1945 года, дивизия расформирована на территории центральной Германии, при этом его личный состав направили на пополнение 12-го гвардейского стрелкового Краснознамённого корпуса 3-й ударной армии Группы советских оккупационных войск в Германии — в 23-ю и 52-ю гвардейские стрелковые дивизии.