U junu 1941. godine Panfilovu je bilo povereno da formira 316. Streljačku diviziju. U nju su regrutovani Kazasi, Krigizi i Rusi. Ukupno je u diviziji bilo predstavnika 26 naroda SSSR. U oktobru, kada je se neprijatelj već sasvim približio Moskvi, divizija je bila prebačena bliže prestonici. Sačuvano je pismo koje je Panfilov uputio ženi. On je pisao: "Pripao nam je počasni zadatak da ne pustimo neprijatelja u srce naše Domovine – u Moskvu. Neprijatelj će biti razbijen, a Hitler i njegova banda će biti uništeni".
Bez obzira na odsustvo borbenog iskustva, Panfilovljevi borci uspešno su zadržavali najezdu tenkovskih jedinica Vermahta. Divizija je držala odbrambeni pojas dug 41 kilometar. Prema sećanjima saboraca, Ivan Panfilov je pri tome blistavo umeo da motiviše svoje vojnike, podižući im borbeni duh.
Sam Panfilov je smatrao da je glavna misija vojskovođe da sačuva živote vojnika u ratu. Govorio je: "Ne treba mi da pogineš, treba da ostaneš živ!". On se prema svojim borcima odnosio, kao prema ravnima. Istovremeno je ispoljavao očinsku brigu. Još pre rata slao je predloge višem rukovodstvu da se pobrinu za vojničku opremu, između ostalog za toplu odeću i čizme od vojloka. Borci su osećali ovaj odnos Panfilova i sa ljubavlju su ga nazivali "general-batja".
Najteži dani u odbrani Moskve pali su sredinom novembra. Neprijatelj, ne štedeći ljude, napredovao je strmoglavo, težeći da se po svaku cenu probije do prestonice. 16. novembra borci 316. divizije po cenu sopstvenih života nekoliko sati su odbijali napredovanje desetina neprijateljskih tenkova. U članku o učesnicima borbe govorilo se da su "poginuli svi do jednog, ali neprijatelja nisu pustili". Upravo taj događaj je ušao u istoriju kao podvig 28 heroja-panfilovaca.
Posle završetka rata bilo je potvrđeno da su ovu priču izmislili vojni dopisnici. Na tom mestu ratovalo je i poginulo ne 28 ljudi, već oko sto. To nimalo ne umanjuje značaj podviga, koji su izvršili branioci Moskve, ističe profesor Akademije vojnih nauka Mihail Mjagkov:
Stajali su do poslednjeg. Treba zamisliti, ide tenk – oklopljena čelična mašina, koja briše sve na svom putu, a ti imaš samo jednu granatu i moraš da digneš u vazduh taj nemački tenk. Oni su mogli, oni su to učinili, oni su zaustavili armadu tih nemačkih tenkova. Zato je podvig heroja-panfilovaca, izvršen kod Moskve u novembru 1941. godine besmrtan.
General Ivan Panfilov je poginuo kod Moskve 18. novembra 1941. godine. On je primao grupu moskovskih izveštača kada su mu saopštili o tenkovskom napadu protivnika. Požurio je iz zemunice na ulicu. Panfilov nije stigao da se podigne na poslednju stepenicu zemunice, kad je pored njega eksplodirala mina. Geler je probio slepoočnicu. General Panfilov je bez svesti umro na rukama svojih ratnih drugova.
Nekoliko dana kasnije, divizija je dobila ime svog poginulog komandira. Borci-panfilovci su stigli do Berlina. U maju 1945. godine na zidovima polusrušenog rajhstaga pojavio se natpis: "Mi smo panfilovci. Batja, hvala za čizme od vojloka".
