У јуну 1941. године Панфилову је било поверено да формира 316. Стрељачку дивизију. У њу су регрутовани Казаси, Кригизи и Руси. Укупно је у дивизији било представника 26 народа СССР. У октобру, када је се непријатељ већ сасвим приближио Москви, дивизија је била пребачена ближе престоници. Сачувано је писмо које је Панфилов упутио жени. Он је писао: "Припао нам је почасни задатак да не пустимо непријатеља у срце наше Домовине – у Москву. Непријатељ ће бити разбијен, а Хитлер и његова банда ће бити уништени".
Без обзира на одсуство борбеног искуства, Панфиловљеви борци успешно су задржавали најезду тенковских јединица Вермахта. Дивизија је држала одбрамбени појас дуг 41 километар. Према сећањима сабораца, Иван Панфилов је при томе блиставо умео да мотивише своје војнике, подижући им борбени дух.
Сам Панфилов је сматрао да је главна мисија војсковође да сачува животе војника у рату. Говорио је: "Не треба ми да погинеш, треба да останеш жив!". Он се према својим борцима односио, као према равнима. Истовремено је испољавао очинску бригу. Још пре рата слао је предлоге вишем руководству да се побрину за војничку опрему, између осталог за топлу одећу и чизме од војлока. Борци су осећали овај однос Панфилова и са љубављу су га називали "генерал-батја".
Најтежи дани у одбрани Москве пали су средином новембра. Непријатељ, не штедећи људе, напредовао је стрмоглаво, тежећи да се по сваку цену пробије до престонице. 16. новембра борци 316. дивизије по цену сопствених живота неколико сати су одбијали напредовање десетина непријатељских тенкова. У чланку о учесницима борбе говорило се да су "погинули сви до једног, али непријатеља нису пустили". Управо тај догађај је ушао у историју као подвиг 28 хероја-панфиловаца.
После завршетка рата било је потврђено да су ову причу измислили војни дописници. На том месту ратовало је и погинуло не 28 људи, већ око сто. То нимало не умањује значај подвига, који су извршили браниоци Москве, истиче професор Академије војних наука Михаил Мјагков:
Стајали су до последњег. Треба замислити, иде тенк – оклопљена челична машина, која брише све на свом путу, а ти имаш само једну гранату и мораш да дигнеш у ваздух тај немачки тенк. Они су могли, они су то учинили, они су зауставили армаду тих немачких тенкова. Зато је подвиг хероја-панфиловаца, извршен код Москве у новембру 1941. године бесмртан.
Генерал Иван Панфилов је погинуо код Москве 18. новембра 1941. године. Он је примао групу московских извештача када су му саопштили о тенковском нападу противника. Пожурио је из земунице на улицу. Панфилов није стигао да се подигне на последњу степеницу земунице, кад је поред њега експлодирала мина. Гелер је пробио слепоочницу. Генерал Панфилов је без свести умро на рукама својих ратних другова.
Неколико дана касније, дивизија је добила име свог погинулог командира. Борци-панфиловци су стигли до Берлина. У мају 1945. године на зидовима полусрушеног рајхстага појавио се натпис: "Ми смо панфиловци. Батја, хвала за чизме од војлока".
