В декабре 1941 года Малиновский назначается командующим войсками Южного фронта. Под его руководством 57-я и 9-я армии в январе 1942 года совместно с войсками Юго-Западного фронта перешли в наступление и в районе Барвенково – Лозовая захватили на правом берегу реки Северский Донец крупный оперативный плацдарм. Нанеся противнику существенные потери, войска Южного фронта одновременно сковали значительные силы гитлеровцев, лишив их возможности маневра на главное западное стратегическое направление.
Весной 1942 года при подготовке фронтами частных наступательных операций Малиновский обращается к главкому юго-западного стратегического направления С.К. Тимошенко с предложением нанести удар силами Юго-Западного и Южного фронтов строго на юг, с тем, чтобы выйти к Азовскому морю и отсечь выдвинувшиеся вперед войска противника. К сожалению, это предложение серьезно даже не рассматривалось, а начавшееся 12 мая наступление Юго-Западного фронта в районе Харькова завершилось катастрофой.
Прогнозируя, в отличие от Верховного Главнокомандования, наступление противника на юге, Малиновский предпринял ряд мер по укреплению обороны фронта. В частности, в армиях оборудовалось 3–4 оборонительных рубежа, второй эшелон (24-я армия) получила задачу быть в готовности обеспечить стык с Юго-Западным фронтом. Уже в ходе Ворошиловградско-Шахтинской оборонительной операции (7—24 июля 1942 года), которая являлась составной частью стратегической Воронежско-Ворошиловградской операции, Малиновский предложил Ставке ВГК свой план стабилизации обороны на рубеже Миллерово, Петропавловское, Черкасское. В обстановке, когда командование Юго-Западного фронта потеряло связь со своими армиями, Ставка передала армии Юго-Западного фронта в состав Южного фронта.
К сожалению, намеченный план осуществить не удалось, так как штаб Южного фронта оказался бессильным наладить управление передаваемыми армиями. Более того, он даже не знал точного положения этих армий, хотя на розыски переданных объединений 12 июля было направлено шесть самолетов с офицерами связи. Войскам Южного фронта пришлось отходить. Правда, отход за реку Дон был осуществлен сравнительно организованно и последовательно от одного рубежа к другому, а на южном берегу Дона Малиновскому и штабу фронта удалось организовать оборону.
После завершения отхода Южный фронт сливается с Северо-Кавказским, и генерал-лейтенант Малиновский назначается заместителем командующего войсками этого фронта. Затем он формирует 2-ю гвардейскую армию. В декабре 1942 года, в критические дни Сталинградской битвы, эта армия во взаимодействии с 5-й ударной и 51-й армиями, в тяжелых зимних условиях в ходе Котельниковской операции разгромила войска армейской группы «Гот», которая пыталась деблокировать окруженную в районе Сталинграда 6-ю армию Ф. Паулюса. Успешное проведение операции было обеспечено прежде всего упреждением противника в выходе на выгодный рубеж по реке Мышкова и успешным отражением вражеских танковых атак. За блестяще проведенную операцию Родион Яковлевич был награжден орденом Суворова I степени.
В феврале 1943 года Р.Я. Малиновский становится командующим войсками Южного фронта, ему присваивается звание генерал-полковника. Войска этого фронта участвовали в освобождении городов Новочеркасск и Ростов-на-Дону.
В марте 1943 года Р.Я. Малиновский был назначен командующим войсками Юго-Западного фронта. Активные боевые действия войск этого фронта после долгой паузы начались в июле с проведения Изюм-Барвенковской наступательной операции. По существу, это была отвлекающая операция советских войск. Решающее наступление началось 13 августа. Войска Юго-Западного и Южного фронтов имели задачу завершить освобождение Донбасса. К 22 сентября Юго-Западный фронт отбросил противника к Днепру южнее Днепропетровска и продолжал наступление на Запорожье.
Наиболее заметной операцией в ходе битвы за Днепр была Запорожская операция, проходившая в период с 10 по 14 октября 1943 года. Тогда ночным штурмом был освобожден город Запорожье, а специально назначенным войскам удалось предотвратить полное разрушение Днепровской ГЭС.
Ликвидация гитлеровского плацдарма на левом берегу Днепра существенно улучшила обстановку на южном крыле советско-германского фронта. Войска Юго-Западного фронта получили возможность расширить захваченные плацдармы на Днепре и наступать на криворожском направлении. Благоприятные условия складывались также для наступления войск Южного фронта в тыл мелитопольской группировке противника, выхода к низовьям Днепра и изоляции (с суши) 17-й немецкой армии в Крыму. Войска фронта нанесли существенные потери пяти пехотным и одной моторизованной дивизиям 1-й танковой армии противника.
