Великая Отечественная война потребовала включения Гидрометслужбы СССР в состав Вооруженных сил страны. 15 июля 1941 года было создано Главное Управление Гидрометслужбы Красной Армии – ГУГМС КА. Главное Управление Гидрометслужбы и ЦИП (Центральный институт погоды, с 1943 г. – Центральный институт прогнозов) вошли в состав Наркомата Обороны с непосредственным оперативным подчинением Генеральному штабу, а в штабах фронтов и армий были созданы гидрометеорологические отделы. С первых дней войны Гидрометслужба страны стала работать для фронта.

Конечно, синоптики не принимали непосредственного участия в военных действиях, не держали в руках боевое оружие, но именно от их прогнозов зависила безопасность авиации. День военного синоптика начинался с прогноза погоды на текущие сутки, и на основании этого строился весь распорядок дня. О важности службы военного синоптика говорит и тот факт, что во время любых вылетов рядом с руководителем полётов всегда сидел именно дежурный синоптик.

С первого же дня войны уже не было единой «мировой» погоды. Воюющие стороны засекретили свои метеосводки, идущие в эфир. Для этого применялся свой собственный метеорологический шифр. При малейшем подозрении, что цифры перехватываются и расшифровываются противником, код немедленно менялся. Метеоданные сделались подлинной военной тайной.

Правильная оценка и прогноз гидрометеорологических условий способствовали важным военным операциям с начала войны. В ходе проведения всех крупных операций Генеральный Штаб давал задание ЦИПу на подготовку всесторонних сведений об ожидаемой гидрометеорологической обстановке.

Прогноз о нелетной для немецкой авиации погоде дал возможность беспрепятственного проведения парада на Красной площади 7 ноября 1941 г.

Точные прогнозы погоды сыграли существенную роль в планировании боевых операций при форсировании Днепра летом и осенью 1943 г., в наступательных операциях Волховского, Северо-Западного и Калининского фронтов зимой 1942 года, при обороне Сталинграда и разгроме немецкой группировки войск зимой 1942-43 гг. Учет проходимости для танков замерзших болот и ледяного покрова рек под Тихвином, Ржевом, Вязьмой, Тверью в январе-феврале 1942 г. позволил назначить контрнаступление на сроки ожидаемого по прогнозу улучшения погоды.

Гидрометеорологическое обеспечение играло важную роль в создании и успешной работе знаменитой «Дороги жизни» по льду Ладожского озера.