Более четко обязанности Генштаба военного времени ГКО изложил в директиве от 10 августа. Согласно этой директиве Генеральный штаб являлся «центральным органом управления Народного комиссара обороны Союза ССР по подготовке и использованию Вооруженных Сил Союза ССР для обороны страны». Данная директива возлагала на Генштаб обязанности по разработке директив и приказов Ставки ВГК об оперативном использовании вооруженных сил, планирование действий на новых возможных театрах, организацию и руководство всей разведывательной деятельностью, разработку вопросов противовоздушной обороны (ПВО), разработку и руководство строительством укрепленных районов, руководство военно-топографической службой Красной Армии и снабжение всех войск топографическими картами, руководство оперативной подготовкой всех родов войск, штабов, служб и органов тыла, организацию и устройство оперативного тыла действующей армии, сбор и обработку материалов по изучению опыта войны, а также разработку приказов, директив и указаний по использованию этого опыта, организацию и руководство шифровальной службой Красной Армии и обеспечение скрытого управления войсками.19

После того, как началась война, ГКО и НКО существенно перестроили структуру Генерального штаба – в первую очередь удалив из нее все организации, не связанные напрямую с планированием и ведением военных действий.20 После этих изменений, внесенных по частям в 1941 и в начале 1942 года, Генеральный штаб 25 апреля 1942 года был реорганизован с созданием в нем семи управлений, трех отделов и группы офицеров Генштаба, действующих в полевых войсках. Эта структура сохранилась без особых изменений до самого конца войны. После описанной перестройки Генштаб состоял из оперативного (первого), разведывательного (второго) и организационного (третьего) управлений, а также управлений устройства оперативного тыла и строительства укрепрайонов, военно-топографического и шифровального. Кроме них, здесь имелось три отдела: военно-исторический, кадровый и общий, а также группа офицеров Генштаба Красной Армии на правах самостоятельного отдела Генерального штаба.21

В дополнение к работе специальных представителей Ставки, уже используемых Генеральным штабом для оказания помощи командованию фронтов и их штабам в оперативном планировании, Генштаб в 1942 году также начал напрямую посылать на длительное время небольшие группы офицеров в штабы действующих фронтов, армий, корпусов и даже некоторых дивизий. Такая посылка осуществлялась из расчета два офицера Генштаба на корпус, три – на армию и столько же – на действующий фронт. Эти группы офицеров оценивали боевую обстановку и условия в действующих соединениях и объединениях, докладывали Генштабу, насколько хорошо данные войска выполняют поставленные перед ними боевые задачи, а также помогали штабам координировать действия своих сил и управлять подчиненными войсками.22

По ходу войны ГКО и НКО поручали Генштабу и широкий спектр важных задач, не конкретизированных в положении от 10 августа 1941 года. В их число входили планирование, организация и руководство оперативной передислокацией войск, а также координация действий всех служб и штабов вооруженных сил с главными и центральными управлениями НКО. В области материально-технического обеспечения Генштаб совместно с НКО, Главным управлением тыла Красной Армии и военно-морским флотом формулировал требования к советской военной промышленности по производству тех или иных вооружений и боевой техники, представлял эти требования на одобрение и утверждение ГКО и Ставки, а также поддерживал тесные контакты с Госпланом и другими государственными органами, отвечавшими за материально-техническое обеспечение советских военных усилий в соответствии со стратегическими планами Ставки.