Действовать пришлось быстро, и вскоре советские войска серией контрударов смогли прорвать окружение в нескольких местах. В одном из боев, в октябре, командующий фронтом был тяжело ранен осколком авиабомбы. 14 октября в Москве ему была сделана операция. Вскоре он узнал, что все армии Брянского фронта смогли выйти из окружения.
В декабре 1941 года Еременко снова встал в строй. К тому времени в битве за Москву произошел решающий перелом, и враг был отброшен от стен столицы. Советские войска перешли в наступление.
При разработке плана контрнаступления одной из задач, поставленной Ставкой, стало разобщение сильной немецкой группировки на северном направлении. Ее осуществление было поручено 4-й ударной армии, командующим которой стал Еременко. Вступив в командование 23 декабря 1941 года, уже через несколько дней ему удалось освободить ряд городов – Пено, Андреаполь, Торопец и другие – и нанести немцам значительный урон в живой силе и технике. Задача была выполнена, и в группировку немецких войск был вбит клин на 300 километров.
При проведении Торопецко-Холмской операции 20 января 1942 года Еременко вновь был ранен, получив при взрыве снаряда множественный перелом костей правой голени. Андрей Иванович отказался от отправки в тыловой госпиталь и еще в течение 23 дней продолжал руководить боевыми действиями. Только 15 февраля он был доставлен в госпиталь, где находился до августа 1942 года.
Рана еще не до конца была излечена, а Еременко 7 августа принимает командование войсками Юго-Западного фронта на Сталинградском направлении. Через три дня в его подчинение передают и Сталинградский фронт. Перед генерал-полковником Еременко была поставлена задача – удержать город любой ценой и остановить наступление немцев на западном и южном направлениях.
При обороне Сталинграда полководческий талант Андрея Ивановича Еременко проявился наиболее ярко. Он достаточно быстро мог оценивать обстановку на фронтах и принимать верные решения, вызванные требованиями обороны города.
К началу августа 1942 года немецким войскам удалось прорвать оборону на внешнем сталинградском обводе. Необходимо было провести не только срочные мероприятия по ликвидации угрозы захвата города, но и начать подготовку к дальнейшим контрударам с целью окружения и разгрома противника под Сталинградом. По указанию Еременко были собраны все имеющиеся в распоряжении фронта резервы и нанесен контрудар на юго-западном направлении. Благодаря этим действиям продвижение 4-й танковой армии было остановлено, и немцы вынуждены были перейти к обороне. На усиление немецкой группировки была переброшена 6-я полевая армия под командованием Паулюса.
При организации обороны города Еременко применял различную тактику. Так, на северо-западном направлении, для того чтобы выиграть время для создания укрепленных позиций, он организовал мощный контрудар силами авиации. В период боев на внутреннем обводе города по его распоряжению была создана специальная артиллерийская группа, что позволило быстро сосредоточивать огонь высокой плотности на наиболее опасных участках возможного прорыва противника. Кроме того, особое внимание командующий уделял разведке.
При подготовке контрнаступления Еременко настаивал на тщательной оперативной маскировке. Войска передвигались на заданные позиции только ночью, но при этом радиоточки частей оставались на прежних местах, продолжая работать, чтобы у противника создавалось мнение, что части остаются на тех же позициях. Запрещалась всяческая переписка, а распоряжения отдавались только в устной форме, причем только непосредственным исполнителям.
