К 23 августа 1941 года полк уже находился в оперативном подчинении командования 10-й стрелковой (впоследствии – Сталинградская ордена Ленина) дивизии внутренних войск НКВД СССР (I ф), в связи с чем был привлечен к обеспечению общественного порядка в Сталинграде и ликвидации последствий вражеских авиаударов по этому городу. В частности, «в результате самоотверженности личного состава полка подразделениями было спасено под огнем пожаров и разрывами бомб более 87 вагонов с продовольствием на ст. Волжская – Соляная, получив дополнительную задачу от Комитета обороны г. Сталинграда по выдаче указанного продовольствия частям Красной Армии из-за перерыва в снабжении в связи с непрерывной бомбардировкой. В результате была обеспечена продовольствием 121 часть действующей армии фронта».
С 3 сентября полк – в боях с врагом: участвовал в обороне северной окраины Сталинградского тракторного завода, включая район Опытной станции. Так, согласно архивным документам, «в течение 3, 4, 5 и 6 сентября 1942 г. в результате ожесточенных боев по разгрому 71 пд [71-й пехотной дивизии] противника подразделения полка, ведя наступление и отражая контратаки противника, отбили более 8 атак, уничтожили более двух рот автоматчиков, около двух немецких пехотных батальонов, было взято в плен более 500 солдат и офицеров противника, захвачено большое количество вооружения и боеприпасов.
Несмотря на понесенные тяжелые потери в личном составе (до 5060 %), подразделения полка продолжали упорно вести бои в окружении противника.
По выходу из окружения оставшиеся подразделения под огнем противника были своевременно переформированы и брошены совместно с частями 10 стрелковой дивизии НКВД на истребление немецких захватчиков в уличных боях в г. Сталинграде, где также с большим успехом продолжали громить немцев, не щадя своей жизни.
Самостоятельно в осаждаемом фашистами Сталинграде действовал 73-й отдельный бронепоезд под командованием капитана Федора Дмитриевича Малышева. Артиллерийско-пулеметным огнем своего штатного бортового вооружения БЕПО-73 эффективно поддерживал части и соединения 62-й армии Юго-Восточного фронта и, в частности, «на подступах к городу бронепоездом было уничтожено свыше 5 танков, более 3 батальонов немецкой пехоты, 2 минометные батареи и НП противника, была отбита одна танковая атака противника, разгромлена группировка противника, уничтожено большое количество автомашин с вооружением, боеприпасами и пехотой противника».
Особо Комитетом обороны города Сталинграда отмечен тот факт, что «организацией обороны железнодорожных линий и объектов, а также ведением непосредственных боевых действий против немецких захватчиков за г. Сталинград лично руководили командир полка полковник т. Шаров [Павел Александрович] и военный комиссар полка полковой комиссар т. Моренков [Сергей Константинович]». Впоследствии оба эти доблестных офицера по представлению начальника УНКВД по Сталинградской области старшего майора госбезопасности Александра Ивановича Воронина были удостоены ордена Красной Звезды.