Удар в направлении Чернигова, который наносили четыре немецкие дивизии, пришелся на ослабленные боями 62-ю и 200-ю дивизии. Противнику удалось рассечь дивизию Людникова на две части. Один полк вместе с частью штаба, с которым находился Людников, и отдельными подразделениями оказался в окружении. Для любого командира нет хуже ситуации, чем расчленение руководимого им соединения, грозящее потерей управления и уничтожением по частям. Людников организовал оборону, а с наступлением темноты его частям удалось прорвать кольцо окружения и вместе с другими полками дивизии оторваться от противника и переправиться через Десну.
Двенадцатого сентября 1941 года во время налета немецкой авиации на КП дивизии в результате прямого попадания было убито несколько командиров и бойцов, ранен комиссар дивизии В. М. Прянишников, а Людников получил тяжелое ранение и контузию. Очнулся он только через пять часов в медсанбате. Придя в себя, он первым делом спросил о том, что происходит в его дивизии. На КП армии, куда он был доставлен по его просьбе, ему сообщили, что дивизия отходит, но продолжает обороняться. Более тревожной стала новость о полном окружении гитлеровцами войск Юго-Западного фронта. Лично для Людникова это означало, что эвакуация раненых в тыл теперь возможна лишь по воздуху. На следующий день его перевезли на КП фронта.
О том, что Людников и комиссар его дивизии ранены и находятся на КП, было доложено командующему фронтом генерал-полковнику М. П. Кмрпоносу, знавшему Людникова с довоенных времен. В своих воспоминаниях Людников отмечал, что Кирпонос спас жизнь ему и Прянишникову, распорядившись отправить их из окружения на последних транспортных самолетах По-2. Спустя два дня, при попытке выйти из окружения, генерал Кирпонос погиб вместе почти со всем управлением штаба Юго-Западного фронта около местечка Лохвицы. В этом бою был тяжело ранен и попал в плен М. И. Потапов — командующий 5-й армией, в которую входила 200-я дивизия. Ему было суждено пройти через немецкие лагеря, но он выжил и после войны продолжил службу в Советской армии.
Лечение Людникова проходило в Казани и затянулось до конца октября 1941 года. 28 октября он получил телеграмму из Главного управления кадров Наркомата обороны с предписанием после выздоровления прибыть в Куйбышев для нового назначения. Стремясь как можно скорее попасть на фронт на командную должность, Людников отказался возглавить оперативный отдел штаба 7-й армии, а также принять командование дивизией, которая только должна была формироваться в Сибири, вдали от главных событий. Ему удалось добиться назначения командиром стрелковой бригады, сформированной в Грозном на базе военных училищ Северо-Кавказского военного округа. Главным при этом для Людникова явилась высокая готовность соединения к отправке на фронт.
В Грозный он ехал по Волге и во время стоянки в Сталинграде прошелся по городу, совершенно не думая о том, что ему доведется защищать его, а в подвале того универмага, в который он заходил за покупками, будет пленен командующий 6-й немецкой армией генерал-фельдмаршал Ф. Паулюс.
Бригада, которую принял Людников, была укомплектована хорошо обученными бойцами, но артиллерии, транспорта и средств связи явно недоставало. Ожидать получения дополнительного вооружения и другой техники в тех условиях не приходилось. Бригада вошла в состав 56-й армии генерал-лейтенанта Ф. Н. Ремизова и в конце ноября начала наступление на Ростов-на-Дону, который незадолго до этого был захвачен фашистами. В этом бою Людников и его бойцы впервые увидели в деле «Катюши».
Город был освобожден на второй день наступления. В сражении за Ростов недавние курсанты бригады Людникова проявили стойкость и показали свою выучку, отбив «психическую атаку» гитлеровцев, которые двинулись на их позиции на ста мотоциклах, стреляя на ходу. Все они остались лежать на поле боя, а наши бойцы захватили много трофеев, включая мотоциклы. Преследуя неприятеля, советские войска продвинулись вперед почти на 100 километров и подошли к Таганрогу. Это был, несомненно, крупный успех на фоне многих неудач первых месяцев войны, однако продвинуться дальше не позволила сильно укрепленная оборона немцев и почти полное отсутствие артиллерии нужных калибров для ее прорыва.
Пожалуй, впервые с начала войны Людников испытывал большое удовлетворение от действий своих подчиненных и от успехов всей 56-й армии. Но была еще одна причина, взволновавшая его и не дававшая покоя: он оказался совсем рядом со своей родной Кривой Косой, до которой оставалось всего около 70 километров и где он не был уже почти 20 лет. Да и в Гражданскую он сражался в этих же местах. «Эх, еще бы немного, еще чуть-чуть, освободить бы родное Приазовье, Мариуполь, Кривую Косу…» — думал Людников. Но время для этого еще не пришло, враг был слишком силен. То, о чем мечтал комдив, произойдет лишь спустя почти два года, когда мощными ударами Красная армия вышвырнет фашистских захватчиков с юга нашей страны.
В начале марта 1942 года Людникова срочно вызвали в штаб Северо-Кавказского военного округа, откуда он был сразу откомандирован в штаб Крымского фронта. В течение двух месяцев он получил несколько назначений в разные дивизии, в командование которыми так и не вступил. Он столкнулся с явной неразберихой в управлении войсками, которые вели ожесточенные, но преимущественно безуспешные бои в восточной части Крыма, стремясь облегчить положение осажденного Севастополя, и готовились к наступлению. Однако противник опередил наше командование и 8 мая начал собственное наступление.
Людников получил указание представителя Ставки на Крымском фронте армейского комиссара 1-го ранга Л. 3. Мехлиса отправиться на поиск 63-й стрелковой дивизии, с которой пропала связь. Ему удалось разыскать это сильно поредевшее соединение и вместе с ним он отступал до Керченского пролива. Под жестокой бомбежкой, в числе тех немногих, кому повезло остаться в живых, он переправился на Тамань. 28 мая 1942 года Людников был назначен командиром 138-й стрелковой дивизии, также вышедшей из Крыма. В ней насчитывалось лишь полторы тысячи человек, пять автоматов и 141 винтовка. К тому же более половины личного состава вскоре была отправлена в Севастополь. Таким образом, Людникову пришлось практически заново формировать дивизию, которая имела славную боевую историю. Более всего его беспокоило, что большинство прибывающих к нему офицеров еще не участвовали в войне. И он учил будущих командиров тому, что знал — и как комдив, прошедший через жестокие сражения трагического 41-го года, и как военный профессионал, разъясняя им главные задачи командиров в бою. Для них он был главным источником сведений о том, с каким сильным и опытным противником придется иметь дело, о тактике немецких войск, о проверенных в деле приемах борьбы с врагом. Боевой опыт Людникова, его глубокие знания в области организации и управления войсками, ответственное отношение к комплектованию соединения и нуждам подчиненных создали ему огромный авторитет среди бойцов и офицеров дивизии. Взаимопонимание между комдивом и подчиненными, обретенное с первых дней совместной работы, стало залогом создания боеспособной единицы, умело сражавшейся в любых обстоятельствах.
Как показали дальнейшие события, усилия комдива не пропали даром. Людников будет командовать 138-й стрелковой дивизией девять месяцев, из них свыше трех — в Сталинградской битве. Во многом благодаря ему дивизия обретет еще большую славу, а вместе с ней прославится и ее командир.