23-я дивизия под командованием Павлова принимала участие в Польской кампании в сентябре—октябре 1939 г. в составе Украинского фронта.
В полосе Прибалтийского особого военного округа, переименованного 22 июня 1941 г. в Северо-Западный фронт, немецкие войска наступали в составе группы армий «Север» и частью сил группы армий «Центр» с задачей разгромить советские войска в Прибалтике и захватить Ленинград.
Соединения 11-й армии, как и другие войска Северо-Западного фронта, не успели качественно подготовить и занять оборонительные рубежи и начали боевые действия с превосходящими силами немецко-фашистских захватчиков в невыгодных условиях. Удары передовых отрядов вражеских войск первыми приняли на себя советские пограничники и находившиеся в непосредственной близости от границы отдельные роты и батальоны, занятые оборонительными работами, в том числе и три стрелковых батальона 23-й стрелковой дивизии. Они проявили стойкость и героизм, отражая многократные атаки превосходящего противника.
К утру 22 июня части 23-й стрелковой дивизии сосредоточились в районе Кармелава (в 10 километрах северо-восточнее Каунаса), где подверглись бомбардировке с воздуха.
Ввиду быстрого продвижения противника на восток, командующий 11-й армией включил 23-ю дивизию в состав 16-го стрелкового корпуса и поставил ей задачу — оборонять юго-западную и северо-западную окраины города Каунаса и прикрывать отход частей 16-го стрелкового корпуса.
С этой целью в ночь на 23 июня дивизия двумя стрелковыми полками (225-м с 1-м артиллерийский дивизионом и 89-м со 2-м дивизионом 211-го артиллерийского полка) выдвинулась на указанный рубеж и заняла оборону по правому берегу реки Невяжа с задачей не допустить форсирования противником Невяжи и прорыва его танков из населённых пунктов Бопти и Колотово.
Мужественно и стойко дрались на подступах к Каунасу и в самом городе командиры и бойцы противотанкового дивизиона 23-й стрелковой дивизии. В течение трёх дней они подбили 8 танков, 4 бронетранспортёра и уничтожили свыше роты солдат противника.
23 июня, преодолев сопротивление советских войск, 2-й немецкий армейский корпус, форсировал Неман, сбил части 23-й стрелковой и 84-й моторизованной дивизий и овладел городом Каунас. Под сильным давлением танковых и мотопехотных частей, а также непрерывной атаке противника с воздуха 23-я дивизия с боями отошла на рубеж Кашанай — Шафарка с задачей не допустить прорыва противника в район Ионава.
В этой обстановке был получен приказ командира 16-го стрелкового корпуса о контрнаступлении частей на Каунас. 23-я дивизия, согласно приказу, вовремя вышла в район сосредоточения и совместно с 5-й стрелковой дивизией успешно осуществила атаку в западном направлении. Дивизия сломила сопротивление противника, овладела Кармелавой и рядом других населённых пунктов.