Kанонерская лодка «Серафимович» входила в состав Отдельного Донского отряда Азовской военной флотилии Черноморского флота. Этот отряд был сформирован 27 августа 1941 года. К началу битвы за Кавказ в его состав входили: канонерские лодки "Серафимович", "Октябрь" и "Ростов-Дон", монитор "Железняков", отряд бронекатеров (семь единиц), 13-й дивизион (12 единиц) и отдельный отряд (9 единиц) сторожевых катеров, бронепоезд "За Родину" и рота моряков, созданная из личного состава кораблей отряда (150 человек).
Отдельный Донской отряд действовал на двух направлениях: в устье Дона основные силы отряда (канонерские лодки "Ростов-Дон", "Октябрь" и "Серафимович", монитор "Железняков") и в районе устья Северного Донца (три бронекатера и два сторожевых катера). Последняя группа в течение семи дней, с 19 по 26 июля, под непрерывными ударами вражеской авиации оказывала артиллерийскую поддержку нашим войскам и переправляла части и боевую технику Южного фронта через Дон в районе Константиновская, Аксай, Золоторевская и Ведерниково.
Основные силы Отдельного Донского отряда обеспечивали перевозки на левый берег Дона частей Южного фронта на трех переправах. В течение 22 июля корабли отряда перебросили в районе хутора Колузоево, станиц Елизаветинская и Обуховка 16 тысяч бойцов с вооружением, до 100 автомашин, много артиллерийских и минометных установок. Только канонерские лодки "Ростов-Дон", "Октябрь" и "Серафимович" переправили на левый берег Дона около 2 тысяч бойцов и офицеров, 4 минометные роты, 3 роты противотанковых ружей, 2 батареи противотанковой артиллерии, 86 лошадей и 12 повозок.
25 июля противнику удалось захватить Обуховку на правом берегу Дона. Чтобы выбить гитлеровцев из этого селения и сорвать его переправу, вечером того же дня канонерскими лодками "Октябрь" и "Серафимович", монитором "Железняков", двумя бронекатерами и пятью сторожевыми катерами был высажен десант в составе роты моряков Отдельного Донского отряда. Командовал высадкой командир дивизиона канонерских лодок капитан-лейтенант Зинин, десантом - военком канонерской лодки "Октябрь" старший политрук Еременко. Поддержанные артиллерийским и пулеметным огнем канонерских лодок и бронекатеров десантники вступили в бой с гитлеровцами и к 4 часам 26 июля выбили их из Обуховки. Смело и решительно действовал в бою личный состав бронекатера No 15, которым командовал лейтенант Дмитров. Маневрируя у берега, занятого противником, катерники артиллерийским и пулеметным огнем поддержали моряков, ворвавшихся в Обуховку.
Немцы бросили против десанта до полутора батальонов пехоты с артиллерией и минометами. Израсходовав весь боезапас, моряки в 15 часов оставили Обуховку. В этом бою они уничтожили около 200 гитлеровцев, подавили четыре минометные батареи, а также сорвали переправу вражеских войск через Дон в данном районе.
Канонерские лодки «Серафимович» и «Ростов-Дон» охраняют устье Дона
В дальнейшем корабли Отдельного Донского отряда находились в устье Дона с целью не допустить подхода с моря вражеских судов к Азову. Но корабли отряда не имели воздушного прикрытия, и это позволяло противнику наносить по ним массированные удары с воздуха.
28 июля 1942 года, находясь на позиции в устье Дона в районе хутора Донской, канонерская лодка «Серафимович» преградила путь немецким самолетам, которые летели к Азову. Моряки открыли огонь из всех видов оружия, оставаясь на позиции, несмотря на яростные и непрерывные атаки врага. Авиабомбой была разрушена носовая часть, выведены из строя орудия, погибли 4 моряка, 7 были ранены. После того как были исчерпаны все возможности продолжать боевые действия, экипаж по приказу своего раненого командира взорвал корабль.
Канонерские лодки "Ростов-Дон" и "Октябрь", ввиду невозможности прорыва, были взорваны экипажами 22 августа 1941 года.
