Kui operatsioon Barbarossa algas 22. juunil 1941, oli tolleaegne major Seryugin rügemendi komandör Lõuna-Lõuna-Frontil, juhtides seda Stanislavi läänes asuvas piirikõnes ja Vinnitsiasektoris Umanist lõunas. Septembris määrati ta 124. relvastiku diviisi juhiks, kuid ei võtnud seda tegelikult üle, kuna 124. diviis jäi piiramisse. Selle asemel määrati Serjuugin 212. relvajõudude diviisi peasekretäriks, kellega ta võitles Donbassi kaitsekampaanias ja Barvenkovo-Lozovaja rünnakus.
Lõuna-Lääne-Frondi 6. Armee. 1942. aasta mais nimetati tolleaegne kolonel Seryugin diviisi asejuhtuks, jätkates samal ajal ka selle personaliülemat. Ta võitles sellega Teises Harkovi lahingus, mille ajal diviis oli ümber piiratud. Juuni alguses murdis Serjugiin ümberpiiramisest välja ja läks 212. rügemendi jäänustega Severski Donets'i idale kaldale.