W dniach 14–16 września dywizja uczestniczyła w walkach w rejonie Oleszyc, Futorów, Starego Dzikowa, Cewkowa, Ułazowa i Zabiały. Przez trzy dni powstrzymywała o wiele silniejszą niemiecką 45 Dywizję Piechoty gen. por. Friedricha Materny i część 28 Dywizji Piechoty gen. por. Hansa von Obstfeldera, znacznie odciążając 6 Dywizję Piechoty gen. bryg. Bernarda Monda. W trakcie tych walk zginął, prowadząc żołnierzy do ataku, gen. Józef Kustroń, a dywizja została rozbita i 16 września jej resztki skapitulowały.
Organizacja wojenna i obsada personalna w kampanii wrześniowej Planowane Ordre de Bataille i obsada personalna 21 DPG w kampanii wrześniowej. W nawiasach podano nazwy jednostek mobilizujących oraz stanowiska służbowe oficerów dywizji zajmowane przed mobilizacją.
Kwatera Główna 21 DPG Dowództwo dowódca dywizji – gen. bryg. Józef Rudolf Kustroń dowódca piechoty dywizyjnej – wakat dowódca artylerii dywizyjnej – płk dypl. Konstanty Ważyński (dowódca 21 pal) oficer wywiadowczy – kpt. adm. (art.) Zygmunt Dregier dowódca saperów dywizyjnych – mjr Maksymilian Orłowski dowódca kawalerii dywizyjnej – rtm. Zygmunt Marian Bergiel Sztab szef sztabu – ppłk dypl. piech. Zygmunt Pawłowicz oficer operacyjny – kpt. dypl. Witold Wróblewski dowódca łączności – mjr Józef Chebda kwatermistrz – kpt. dypl.