Am 22.06.1941 überschritt die 126. ID südlich der Memel die deutsch-litauische Grenze und erreichte schon am 30.07.1941 bei Korostyn das Westufer des Ilmensees. Sie hatte in etwa sechs Wochen, marschierend und kämpfend durch glühende Hitze, über verstaubte Wege, durch Regen und Schlamm mehr als 1000 km zurückgelegt.
Die beiden rechts vorrückenden Regimenter 422 und 426 griffen dann aus der Flanke heraus Staraja-Russa an und hatten an deren Einnahme einen wesentlichen Anteil. Das links vorrückende Regiment 424 eroberte am 17. August 1941 Nowgorod und den Kremel von Nowgorod. Im Tagesbefehl der Division heißt es:
"Das Regiment 424 kann vor der Geschichte für sich den Ruhm in Anspruch nehmen, als erstes Regiment in die noch nie eroberte Stadt Nowgorod eingedrungen zu sein".

Nach Abschluss der Kämpfe hoffte das Regiment wieder zu Division zurückzukommen. Doch es kam anders. Vor Leningrad, südlich des Ladogasees, waren die motorisierten Verbände in dem sumpfigen und urwaldähnlichen Gelände stecken geblieben. Hier wurde das Regiment eingesetzt.
Am 07. September eroberte es die Höhen von Ssinjawino, um dessen Besitz es in den folgenden Jahren drei gewaltige Ladogaschlachten geben sollte. Am 08. September 1941 eroberte es die Festung Schlüsselburg.
Dieser Erfolg wurde durch eine Sondermeldung im Rundfunk bekannt gegeben und im Wehrmachtsbericht genannt. Dem Kommandeur, Oberst Hoppe, wurde das Ritterkreuz verliehen. Im Tagesbefehl der Division wurde die Erstürmung von Schlüsselburg als "ein goldenes Ruhmesblatt in der Geschichte der Division" genannt.
Ende November 1941 kehrte das Regiment zur Division zurück. Diese hatte am 26. August einen 50 km breiten Frontabschnitt westlich des Wolchow übernommen und war im Zuge der Angriffsoperation auf Tichwin über den Wolchow in Richtung Malaja Wischera vorgestoßen. Die Stadt wurde am 23.10.1941 genommen. Doch weiter kam sie nicht. Mit Beginn des Angriffs war auf den Schlachtfeldern ein neuer Feind erschienen: Der russische Winter mit Minustemperaturen von zeitweise über 50 Grad.
Der Russe setzte nun neue frische Truppen aus Sibirien ein, die für den Winterkrieg bestens ausgerüstet waren. Die deutschen Soldaten in ihren Sommeruniformen konnten den Angriffen der Russen nicht widerstehen, teilweise versagten die Waffen. Die Motoren- und Waffenöle gefroren zu Eisklumpen. Es begann der erste größere Rückzug. Zu Weihnachten stand die Division wieder in ihren Ausgangsstellungen und hatte, besonders infolge der Kälte, große Verluste erlitten.
Am 13.01.1942 begann die russische Winteroffensive, die zu einem 100 km tiefen Einbruch westlich des Wolchow führte. In dieser Schlacht hatte die Division wieder starke Verluste und wurde in viele kleinere Einheiten zersplittert. Die schweren Kämpfe dauerten bis zum 30.60.1942 und endeten mit der Gefangennahme des russischen Generals Wlassow. Nach Ende dieser Kämpfe erhielt die Division ca. 4 Wochen Ruhe. Sie musste sich zunächst wieder sammeln und ordnen. Trotz mehrfachen Ersatzes wurde bei allen drei Regimentern jeweils das 3. Bataillon aufgelöst.
Am 19. August 1942 wurde die Division überraschend in den Kessel von Demjansk verlegt. Dort waren rund 100.000 deutsche Soldaten eingeschlossen. Sie konnten nur durch die Luft und einen nur ca. 3-4 km breiten Schlauch versorgt werden. Gemeinsam mit der 5. Jägerdivision sollte sie diesen Schlauch auf 10-12 km verbreitern, damit die beabsichtigte Räumung des Kessels möglich wurde. Die russische Armeeführung wollte zu dieser Zeit den Schlauch zum Kessel mit aller Gewalt eindrücken. Daher kam es sofort zu blutigen Kämpfen. Der Angriff der beiden Divisionen begann am 27.09.1942 und führte zu einem vollen erfolg. So konnte der Kessel Ende Februar 1943 in nur 10 Tagen geräumt werden. Wieder erhielt die Division Lob und Anerkennung von der oberen Heeresleitung.
Nach weiteren schweren Kämpfen im Winter 42/43 erlebte die Division den Sommer 1943 südlich Staraja-Russa in einer relativ ruhigen Stellung. Im August hofften die Landser nach Frankreich verlegt zu werden. Doch wieder kam es anders. Bei Mga, südlich des Ladogasees, hatte die 3. Ladogaschlacht begonnen. Hier musste die Division am 07.08.1943 südlich der Höhen von Ssinjawino einen Frontabschnitt übernehmen. 16 Tage dauerte der Einsatz. Dann waren die Verluste der Division wieder zu groß. Sie wurde von der 61. ID abgelöst. Die 126. ID hatte ihre Stellungen gehalten und einen großen Abwehrerfolg errungen. Sie hatte keinen Meter Geländer verloren.
In Eisenbahntransporten ist die Division dann in den Raum unmittelbar vor Leningrad verlegt worden. Sie war zu dieser Zeit die äußerste linke deutsche Division an der langen Ostfront. Ihr war eine 12 km Landfront und ein doppelt so langer Küstenabschnitt zugewiesen.
Am 15 und 16.01.1944 begann die Großoffensive der "Roten Armee" zur Befreiung von Leningrad. Drei Tage später waren die die 126. ID und viele andere Heereseinheiten eingeschlossen. Nach blutigen Kämpfen gelang der Division in der Nacht zum 20.01.1944 der Ausbruch aus dem Kessel. Die schweren Rückzugskämpfe von Leningrad bis zum 1. Luga-Brückenkopf, die bis zum 09. Februar dauerten, waren für die Soldaten der Division wohl die härtesten und verlustreichsten, die sie erleben mussten. Sie wurde erneut im Wehrmachtsbericht vom 29.01.1944 genannt:
"Die rheinisch-westfälische 126. Infanterie-Division hat sich unter Führung von Oberst Fischer bei diesen Kämpfen besonders ausgezeichnet."
Am 10.02.1944 ist sie wieder aus der Front gelöst und wurde in den Raum östlich des Peipussees verlegt. Hier hatte sie in der Abwehrschlacht vom 01.-10.03.1944 nördlich Pleskau erneut harte Kämpfe zu bestehen. Sie hat die Angriffe von 7 russischen Divisionen zerschlagen und die russische Winteroffensive zum Stehen gebracht.
Im Sommer 1944, ab dem 11.03., konnte sich die Division erholen. Sie verbrachte diese Zeit in einer ruhigeren Stellung östlich von Pleskau und erhielt mehrfach Ersatz.
Am 15.07.1944 wurden alle Regimenter in den Raum Ludsen (Ludsa) verlegt. Im Mittelabschnitt hatte die "Rote Armee" einen Großangriff begonnen und die deutsche Front überrannt. Der rechte Flügel der Heeresgruppe Nord war offen wie ein Scheunentor. Die 126. ID erhielt den Befehl die Südflanke zu sichern. Am 18.07.1944 ist sie für diesen Einsatz und die Erfolge wieder im Wehrmachtsbericht genannt worden:
"In harten Abwehrkämpfen im Raum Modohn (Madona) hat sich die rheinisch-westfälische 126. Infanterie-Division unter Führung von Generalmajor Fischer durch vorbildliche Standhaftigkeit und besondere Tapferkeit ausgezeichnet."
Im Anschluss an diese Kämpfe begann durch die baltischen Staaten, der bis zum 10.10.1944 dauerte. Bei diesem Rückzug kam es häufig zu blutigen Gefechten mit den nachdrängenden russischen Truppen. Abwehr von Angriffen und Gegenstößen wechselten oft täglich.
Am 11. Oktober 1944 wurde die Division in Eiltransporten und Gewaltmärschen in den Raum südlich Libau (Liepaja) verlegt. Die russischen Truppen hatten bei Memel die Küste der Ostsee erreicht. Somit war die Heeresgruppe Nord eingeschlossen. Daher musste südlich Libau eine neue Front errichtet werden, um Libau zu schützen. Es folgten 6 große Kurland-Schlachten, die von russischer Seite mit unvorstellbarem Materialeinsatz geführt wurden. In der 3. und 4. Kurland-Schlacht wurde die 126. ID eingesetzt. Sie hatte in beiden Schlachten erneut große Abwehrerfolge errungen. In der 5. Schlacht ist die 126. ID fast zerschlagen worden und sollte in die Heimat verlegt werden. Die Reste des Regiments 422 wurden noch am 08.05.1945 in Libau eingeschifft und erreichten nach wenigen Tagen die rettende Küste der Heimat. Die anderen Einheiten gingen als geschlossene Bataillone und Regimenter in russische Kriegsgefangenschaft, aus der die letzten Kameraden erst 1955 zurückkehrten.

Bilanz des Krieges:
Die 126. ID hatte während des Krieges mehr als 10.000 Tote zu beklagen. Zusätzlich sind in russischer Kriegsgefangenschaft viele Kameraden verstorben - verhungert oder erfroren. Weiterhin sind viele Schwerverwundete an ihren Verletzungen in Lazaretten oder in der Heimat verstorben, die nicht in der genannten Zahl enthalten sind. Eine genaue Zahl der Opfer wird sich nie ermitteln lassen. Bei einer Gesamtstärke von 18.000 bis 20.000 Soldaten war dies für die 126. ID ein ungeheuerlicher Opfergang.