1942年的大部分时间里，诸兵种合成集团军编制没有大的变化。只是到1942年底苏军恢复军一级编制的时候，集团军才由“集团军－师”体制改变为“集团军－军－师”体制。此外，1942年一种新型的“集团军－突击集团军”开始出现在苏军序列中。突击集团军与诸兵种合成集团军主要区别为编有较多的坦克、火炮和迫击炮。组建突击集团军的计划早在30年代苏军中就有人提出，当时拟定的突击集团军编成包括：4～5个步兵军、1～2个机械化军、1个骑兵军、7～8个统帅部预备队炮兵团、7～8个高炮营，还可以配属一些空降兵部队，编制相当庞大。其任务是突破敌防御的战术地幅，向100公里的纵深发展进攻。但在当时，这样的突击集团军并没有建立起来。1941年底，苏军在莫斯科城下开始反攻，急需有较强突破能力的突击集团军。在苏军建立的全部5个突击集团军中，有4个是在1941年底到1942年初建立的（只有突击第5集团军组建于1942年12月）。这4个集团军实际上都没有达到战前制订的编制水平。由于当时苏军极度缺乏坦克、火炮等装备，这4个突击集团军都是以步兵为主体，再加上一些小规模的坦克、炮兵部队。例如：突击第1集团军编有7个步兵旅和若干滑雪、炮兵部队；突击第4集团军编有5个步兵师、1个步兵旅和若干滑雪、坦克部队。另2个突击集团军大体也是如此。
苏军步兵师的编制根据1941年—1942年冬季的战斗经验，进行了一些补充修改。1942年3月的编制规定，师炮兵团由2营制改为3营制，增加第3个炮兵营（8门火炮）。这个炮兵营由1个762毫米加农炮连和1个122毫米榴弹炮连组成。师属独立反坦克炮营增加1个反坦枪连，每个步兵营内也编有1个反坦克枪连。步兵排的编成也有所扩大。步兵师还增编了一个负责培训军士的独立教导营。1942年3月编制与1941年12月编制相比，在人员增加不多的情况下，步兵的自动武器增加了233，迫击炮增加了16，火炮增加了37，火力得到了很大增强。1942年7月，又对步兵师的编制进行了一些修改。由于迫击炮集中到步兵团（这在防御战中是适宜的，可以集中火力打击威胁最大之敌），使得步兵营以下分队不能得到迫击炮火的及时支援，这就发挥不了迫击炮作为步兵伴随火炮的作用。此次修改重新恢复了步兵团的120毫米迫击炮连、步兵营的82毫米迫击炮连和步兵连的50毫米迫击炮排。这样，步兵分队的火力得到了加强，保证了其在战斗中可以独立作战。此外，步兵师的人员缩减了2049人（主要是勤务人员），但武器几乎还保持了原来的数量。
1942年4月，步兵旅也进行了改编。步兵旅由3个步兵营增加为4个步兵营，使旅的作战能力得到很大提高。同年7月，1个自动枪营取代了步兵旅中的迫击炮营。此外，步兵旅还增编了1个反坦克枪连。这时，步兵旅内的自动武器数量增加了近一倍，反坦克武器增长了2倍多。1942年3月，为了在苏德战场的北段作战，组建了滑雪旅。按编制，每个滑雪旅编有5个滑雪营、1个迫击炮营和1个反坦克枪连。1942年中，苏军还组建了一定数量的摩托化步兵旅。这些旅采用统一编制，每旅编3个摩托化步兵营、1个炮兵营、1个高炮营和一些勤务保障分队。这些摩步旅一部分编入了坦克军，其余则作为独立的摩步旅。其与坦克军属机械化旅的主要区别在于，编成内没有旅属坦克团。
1941年10月起，苏军还组建了海军步兵旅。它不同于海军陆战队，它是由从海军中抽调的海岸部队和舰上人员组成的。这是因为当时苏联红海军没有承担较重的作战任务，其人力大量闲置，因此被抽调参加陆上作战。海军步兵旅由3个步兵营、2个炮兵营、1个迫击炮营及数个保障分队组成，编制人数近5000人，其火力比陆军步兵旅要强一些。到1942年底，苏军共组建了大约40个海军步兵旅，他们在作战中赢得了“黑色死神”的称号（因为其人员仍着黑色海军制服且作战极为英勇）。从1943年9月起，海军步兵旅被改编成了步兵师。
这个阶段苏军诸兵种合成兵团（军团）的编制处在探索阶段，有的编制变化甚至出现反复，比如步兵团、营的迫击炮分队。但总的看，由于苏联工业提供的装备数量增多，苏军各级编制单位的作战能力还是比1941年提高很多。而且对军队编制的不断探索，将会在1943年以后形成相当成熟的编制体制。
从1943年起，苏军诸兵种合成集团军的编制逐年扩大。由于在1942年底恢复了步兵军的编制，所以在1943年以后诸兵种合成集团军内通常编有3个步兵军。但某些情况下也有例外，比如维帖布斯克—奥尔沙战役中波罗的海沿岸第1方面军的近卫第6集团军，和博布鲁伊斯克战役中白俄罗斯第2方面军的第49集团军，都编有4个步兵军。而在辅助方向进攻的集团军——白俄罗斯战役中的第33集团军和突击第4集团军则仅辖有2个步兵军。1943年4月，集团军开始拥有自己的建制炮兵——1个加农炮兵团、1个迫击炮团、1个反坦克歼击炮兵团和1个高射炮兵团（高射炮兵团由4个高炮连和1个高射机枪连编成，装备有37毫米高炮16门、大口径高射机枪12挺）。1944年，集团军编成内又增加了1个2团制加农炮兵旅和1个独立坦克团。
到战争末期