In mei 1941 werd het korps verplaatst naar het Generaal-gouvernement en werd onder bevel geplaatst van het Panzergruppe 2 voor de aanval op de Sovjet-Unie, Operatie Barbarossa. Op 22 juni stak het korps de Westelijke Boeg over bij Kodeń met de 3e en 4e Pantserdivisies. De 10e Gemotoriseerde Divisie kwam er als reserve achteraan en de 1e Cavaleriedivisie vormde de rechterflank. Met de doorbraak over Kobrin en Slonim nam het korps deel aan de omsingelingsslagen bij Białystok en Minsk en bereikte eind juni de Berezina bij Babroejsk. Na de omsingelingsslag bij Smolensk draaide het korps samen met het 47e Gemotoriseerde Korps naar het zuiden en nam deel aan de omsingelingsslag om Kiev. Half september bereikte de 3e Pantserdivisie Romny en daarna werd bij Lochvitsa verbinding verkregen met het 48e Gemotoriseerde Korps van Panzergruppe 1, die vanuit het zuiden kwam. Vervolgens werd een hergroepering uitgevoerd voor het begin van Operatie Taifun, de opmars naar Moskou. Hiervoor beschikte het korps eind september over de 3e en 4e Pantserdivisies, de 10e Gemotoriseerde Divisie en Infanterieregiment (mot.) Großdeutschland. Hierbij volgde een opmars richting Brjansk en daarna verder naar Toela. Op 5 december was de opmars totaal tot stilstand gekomen en de Sovjets lanceerden hun wintertegenoffensief. Het korps moest nu terugtrekken tot rond Brjansk. Gedurende de rest van de winter kon het korps hier zijn stellingen behouden.
1942
In april werd het korps teruggetrokken uit de frontlijn om opgefrist te worden en zich voor te bereiden op het nieuwe Duitse zomeroffensief, Fall Blau. Hiervoor verbleef het korps rond Gomel. In juni volgde de verplaatsing naar het startgebied voor het korps voor dit offensief, ten oosten van Koersk, bij Sjtsjigri.
Het 24e Gemotoriseerde Korps werd op 21 juni 1942 bij Sjtsjigri in Rusland omgevormd in 24e Pantserkorps.
.svg){kind=small}
