16—17 октября 1941 г. Валлонский легион был отправлен на советско-германский фронт в состав группы армий «Юг». 2 ноября 1941 г. эшелоны с бельгийскими добровольцами прибыли в Днепропетровск. В дальнейшем, с ноября 1941 г. по февраль 1942 г., валлонский батальон оперировал против остатков советских войск в лесах у реки Самары. 30 декабря 1941 г. прибыл новый командир легиона капитан бельгийского Генерального штаба Пьер Паули. Штаб легиона размещался в селе Щербиновка. 8 февраля 1942 г. 373-й батальон передислоцировался в колхоз им. Розы Люксембург, а затем в Громовую Балку. 28 февраля Красная Армия силами двух пехотных полков при поддержке 14 танков перешла в контрнаступление на участке фронта, занимаемом валлонами. С 28 февраля по 2 марта 1942 г. валлонский батальон оборонял Громовую Балку. За эти дни легион потерял 62 человека убитыми и 110 ранеными, а из 26 бельгийских офицеров в строю осталось лишь 2. За оборону Громовой Балки 37 добровольцев легиона получили Железные кресты 2-го класса.
4 марта 1942 г. валлонский легион был подчинен 100-й легкопехотной дивизии генерал-лейтенанта Вернера Занне. В марте капитан Паули вернулся в Бельгию, а временно исполняющим обязанности командира батальона был назначен русский белоэмигрант капитан Георгий Васильевич Чехов. Новой штаб-квартирой легиона стало село Александровка. 21 мая 1942 г. легион был передан в состав 97-й легкопехотной дивизии генерал-лейтенанта Эрнста Руппа. Бельгийцы приняли участие в майском немецком наступлении на Украине, 17 мая 1942 г. чины легиона отличились в бою за Яблонскую. В это время командиром легиона был назначен оберлейтенант Люсьен Липперт, бывший артиллерийский офицер бельгийской армии.
Бельгийцы прошли Изюм, Купянск, переправились через Дон, Кубань. 14 августа 1942 г. валлоны прибыли в Майкоп. Через несколько дней бельгийские добровольцы вместе с другими частями 97-й егерской дивизии участвовали в боях у Ширванской и Хадуженской. Особенно валлоны отличились 18 августа у Ширванской, когда отражали нападение советских частей на штаб дивизии{363}. Затем валлоны продолжили наступление на Туапсе. 21–28 августа 1942 г. валлонский батальон участвовал в битве за Черяков, где из 460 чинов легиона 25 было убито, а еще 90 ранено{364}. После этого он был выведен на хутор Армяне-Кубанский. В Армяно-Кубанском легион находился до 6 октября 1942 г. Согласно разведсводке РККА, в это время в ротах батальона насчитывалось по 70–75 человек, а на его вооружении дополнительно находилось 8 минометов и 5 горных пушек.
К концу октября 1942 г. валлонский легион перебрасывался по железнодорожной ветке Майкоп — Туапсе. 28 октября валлоны заняли 3 км позицию по реке Пшиш. В ходе боев на Пшише численность валлонов снизилась еще на 25 человек. Через две недели валлоны были сменены. В конце января 1943 г. валлонский легион был эвакуирован самолетом в Симферополь, а затем после долгих мытарств 30 марта 1943 г. в Мезеритц, где уже находилось штатное запасное подразделение легиона во главе с капитаном Чеховым.
Большие потери, понесенные Валлонским легионом на фронте, вынудили его командование начать широкомасштабную вербовочную кампанию. Так, лидер рексистов Леон Дегрелль, прошедший к этому времени путь от рядового до обер-лейтенанта, находясь на излечении после очередного ранения, выступил 7 февраля 1943 г. на имперском спортивном стадионе в Берлине перед французскими и бельгийскими рабочими в Германии. Командир легиона Люсьен Липперт, произведенный в капитаны, объезжал тем временем лагеря военнопленных в Германии и пытался привлечь пленных бельгийских офицеров в ряды легиона.
24 мая 1943 г. на полигоне Мезеритц валлонских добровольцев посетил рейхсфюрер СС Генрих Гиммлер. Этот визит стал конечной точкой в целом ряде официальных встреч, проведенных Дегреллем с нацистскими лидерами с целью признания валлонов германцами. 1 июня 1943 г. 373-й пехотный батальон был передан в состав войск СС, став ячейкой штурмовой бригады СС «Валлония».
Формирование бригады началось на полигоне Мезеритц. Ветераны 373-го батальона были пополнены новобранцами из Бельгии. Бригада была организована следующим образом: штаб (из 6 отделов), штабная рота, три танково-гренадерские роты, пулеметная рота, рота пехотных орудий, противотанковая рота, батарея штурмовых орудий, легкая зенитная рота и тяжелая зенитная батарея{365}. В Мезеритц дважды (16 и 24 июня 1943 г.) приезжал сам Гиммлер с целью проверить процесс формирования бригады. Как следствие этих визитов формирование бригады было перенесено на полигон Вильдфлекен. 3 июля 1943 г. валлонское подразделение получило статус штурмовой моторизованной бригады, для ее оснащения было выделено более 200 автомобилей. В конце мая 1943 г. общая численность бригады составляла 1600 человек{366}.