Pełnił funkcję zastępcy szefa sztabu dowództwa grupy frontowej i zastępcy szefa sztabu – szefa wydziału operacyjnego Frontu Dalekowschodniego. Brał udział w działaniach wojennych nad rzeką Chałchin-Goł w okresie od maja do września 1939 roku, za co został odznaczony Orderem Czerwonej Gwiazdy w tym samym roku.
Jako szef sztabu 8 Armii brał udział w wojnie radziecko-fińskiej w latach 1939–1940. Odznaczony Orderem Czerwonego Sztandaru.
Od marca 1941 roku wykładowca taktyki w Akademii Wojskowej im. M.W. Frunzego. W sierpniu 1941 roku został mianowany dowódcą 163 Dywizji Strzeleckiej. Dywizja ta, wchodząc w skład 34 Armii Frontu Północno-Zachodniego, brała udział w walkach obronnych w rejonie Starej Russy. W styczniu 1942 roku dywizja Kotowa wspólnie z 1 Gwardyjskim Korpusem Strzeleckim przeprowadziła udaną ofensywę, znacznie posuwając się na zachód i zadając przeciwnikowi znaczne straty w ludziach i sprzęcie wojskowym. Dowódca dywizji Grigorij Kotow został awansowany na generała majora 30 maja 1942.