Jako jedna z najbardziej doświadczonych i najlepiej wyposażonych polskich dywizji, walczyła w wielu najważniejszych bitwach wojny polsko-bolszewickiej w latach 1919 i 1920. Wśród nich była operacja wyzwolenia Wilna i bitwa pod Dyneburgiem w Daugavpils na Łotwie (w ramach Trzeciej Armii Rydza-Śmigłego i pod jego osobistym dowództwem, chociaż faktycznym dowódcą był Michał Karaszewicz-Tokarzewski). Podczas ofensywy kijowskiej wiosną 1920 r. dywizja stanowiła rdzeń "Grupy Operacyjnej" i wzięła udział w bitwie pod Żytomyrem (25 kwietnia), zdobywając samo miasto Kijów (7 maja). Po wycofaniu się Polaków jednostka wzięła udział w ciężkich bitwach wycofania i osłaniała wycofanie się reszty sił polskich. Po kilku starciach z I Armią Kawalerii dywizja odłączyła się i dotarła do obszaru rzeki Wieprz, skąd rozpoczęła kontrofensywę podczas bitwy pod Warszawą (zob. Bitwa pod Dęblinem i Mińsk Mazowiecki). W drugim dniu ofensywy polskiej, 16 sierpnia, dywizji udało się ominąć grupę bolszewicką Mozyr poprzez przymusowy marsz ponad 56 kilometrów. Po tym dywizja, dowodzona przez Stefana Dąba-Biernackiego, została przyłączona do drugiej armii i wzięła udział w drugiej największej bitwie wojny,
Bitwa nad rzeką Niemen. W trakcie bitwy jednostka tworzyła rdzeń "Grupy Wilno" i brała udział w udanym manewrze obrotowym sił bolszewickiej skoncentrowanej wokół miasta Grodno.