Уже через неделю после начала войны, 30 июня 1941 года, был учрежден чрезвычайный орган власти — Государственный комитет обороны (ГКО), обладавший всей полнотой военной, политической и хозяйственной власти в СССР. Решения ГКО были обязательными для всех граждан, организаций и органов власти. Сталин стал председателем ГКО, Молотов — его заместителем, Ворошилов, Маленков и Берия — членами ГКО. Согласно Постановлению № ГКО-1241с от 4 февраля 1942 года Берия курировал вопросы производства самолётов и моторов, вооружений и миномётов, контроль за выполнением решений ГКО по работе ВВС (формирование авиаполков, их переброска на фронт и т. д.). В феврале 1942 года в состав ГКО были введены Вознесенский, Микоян и Каганович.
Результаты работы Берии лучше всего видны из цифр. Если 22 июня немцы имели 47 тыс. орудий и минометов против наших 36 тыс., то уже к 1 ноября 1942 года эти показатели сравнялись, а к 1 января 1944 года у нас их было 89 тыс. против немецких 54,5 тыс. С 1942 по 1944 год СССР выпускал по 2 тыс. танков в месяц, намного опережая Германию.
Многие из тех, кто знал Лаврентия Павловича, отмечают его вежливое уважительное отношение к подчиненным и весьма резкое обращение с высокопоставленными чиновниками. «В особо острых ситуациях, — пишет заместитель наркома вооружений В.Н. Новиков, — я звонил прямо Берии. Если его не было на месте, видимо, ему сразу же докладывали, и он, не ожидая повторного вызова, перезванивал сам, задавая вопрос: “Ну, в чем там дело?” Если я докладывал, что угля осталось на сутки и прошу помочь, он обычно отвечал: “Ладно, что-нибудь придумаем”. И придумывал… Всё, за что Берия отвечал, должно было крутиться, как швейцарские часы: тихо, точно, надёжно».
Весной 1942 года Гитлер пришёл к выводу, что ресурсы, предназначавшиеся для ведения блицкрига, исчерпаны, и если в ходе летней кампании не удастся овладеть кавказской нефтью, то он будет вынужден прекратить войну. Для решения поставленной фюрером задачи 1‑я танковая армия развертывалась фронтом на юго-восток и должна была наступать в направлении Грозный — Махачкала — Баку, 17‑я армия получила задачу наступать из района Краснодара на Новороссийск, овладеть им и развивать наступление вдоль черноморского побережья на Сухуми — Батуми. 49‑й горный армейский корпус, в который входили 1‑я («Эдельвейс») и 4‑я горнопехотные дивизии, должен был нанести удар из района Черкесска через перевалы Главного Кавказского хребта, выйти в район Сухуми и способствовать прорыву 17‑й армии к Черноморскому побережью. События развивались молниеносно: 3 августа пал Ставрополь, 9 августа Краснодар и Пятигорск, 10 августа Майкоп, 21 августа на Эльбрусе был поднят флаг нацистской Германии, 23 августа пал Моздок. Немцы оккупировали Кубань, и до бакинской нефти оставался один шаг.
В тот же день, 23 августа, 16‑я танковая дивизия вермахта из состава 14‑го танкового корпуса стремительным броском вышла к Волге у северной окраины Сталинграда. Это означало, что стратегическая инициатива на всём южном театре военных действий полностью перешла в руки противника. Но был ещё один крайне негативный момент во всей складывающейся ситуации: потеря Сталинграда — города Сталина и захват Грузии — родины Сталина наносили непоправимый имиджевый удар как по самому вождю, так и по морально-психологическому состоянию советского общества. Это был почти крах. И вот в этой критической ситуации Сталин посылает двух своих эмиссаров — Маленкова и Берию — в качестве уполномоченных ГКО в Сталинград и, соответственно, на Кавказ для организации устойчивой обороны соответствующих фронтов.
За несколько часов до вылета 21 августа Берия распорядился снять с разных фронтов и отправить на Кавказ офицеров-грузин. Все его распоряжения выполнялись настолько быстро и чётко, что некоторые из них уже сидели в его самолёте и вылетели вместе с ним.
Берия взял с собой и своих ближайших соратников, которых знал ещё по совместной работе в Закавказье и на которых мог положиться. Прежде всего это его первый заместитель Всеволод Николаевич Меркулов, комиссар госбезопасности 3‑го ранга. Он родился в Закавказье в семье потомственного дворянина, капитана царской армии. Его мать Кетеван Николаевна, урождённая Цинамдзгвришвили, была дворянкой из грузинского княжеского рода. С 1921 года Всеволод Меркулов работал в органах госбезопасности Грузии, с мая 1931 года был начальником Секретно-политического отдела Полномочного представительства ОГПУ по ЗСФСР и ГПУ при СНК ЗСФСР, затем был на партийной работе в Закавказье, в том числе заведующим промышленно-транспортным отделом ЦК КП (б) Грузии и членом Бюро ЦК КП(б) Грузии.
Ещё раньше на Кавказ вылетел заместитель Берии комиссар госбезопасности 3‑го ранга Богдан Захарович Кобулов. Он родился в Тифлисе и по национальности был армянином. С 1922 года Кобулов работал в органах госбезопасности Грузии и Закавказья, став в 1938 году заместителем наркома внутренних дел Грузинской ССР. По свидетельству Меркулова, Берия «приблизил к себе Кобулова и именно с ним часто по окончании ночной работы уезжал домой или на дачу. Кобулова в Тбилиси я почти не знал и познакомился с ним ближе здесь, в Москве. С его слов я знаю, что в Тбилиси Берия, оказывается, крепко его поддерживал в оперативной работе и давал ему различные задания в период своей работы в Заккрайкоме».
Ещё один заместитель Берии, генерал-лейтенант Иван Иванович Масленников — заместитель наркома внутренних дел СССР по войскам, — 8 августа был назначен командующим Северной группой войск Закавказского фронта в составе 9‑й и 44‑й армий, перед которой была поставлена задача в кратчайшие сроки оборудовать оборонительный рубеж вдоль Терека в районе центрального участка Главного Кавказского хребта, поскольку в результате просчётов и ошибок, допущенных командованием Закавказского фронта и 46‑й армии, оборона Кавказа с севера практически отсутствовала. Масленников имел немалый опыт службы на Кавказе: с 27 января 1936 года он занимал должность помощника начальника отдела боевой подготовки Управления пограничной и внутренней охраны (УПВО) НКВД ЗСФСР, в сентябре — декабре 1937 года был заместителем начальника УПВО НКВД Азербайджанской ССР.
Оборона Владикавказского, Грозненского и Махачкалинского особых оборонительных районов (в дальнейшем район Дербента был выделен в самостоятельный Дербентский оборонительный район) была возложена на сформированные 10 августа соответственно Орджоникидзевскую, Грозненскую и Махачкалинскую дивизии войск НКВД, оборона Гудермесского укрепрайона — на 19‑ю дивизию войск НКВД, Нальчикского — на 11‑ю дивизию войск НКВД. Сухумская дивизия внутренних войск НКВД обеспечивала безопасность Черноморского побережья, Тбилисская стрелковая дивизия войск НКВД прикрывала южные склоны Главного Кавказского хребта. Командиры дивизий одновременно являлись начальниками особых оборонительных районов, на них возлагалась вся ответственность за подготовку укрепрайонов к обороне. Каждый укрепрайон был разделен на рубежи и сектора, включал в себя систему узлов сопротивления и опорных пунктов, пулемётных и артиллерийских дотов и дзотов, соединенных между собой ходами сообщений. Важное значение придавалось созданию противотанковых и минных заграждений. После занятия обороны войска НКВД не имели права отступать. Передача войск НКВД в подчинение Закавказского фронта запрещалась. В оперативном отношении дивизии НКВД подчинялись командующему Северной группы войск, но фактически они находились в распоряжении Берии. Общее руководство войсками НКВД на Кавказе осуществлял заместитель начальника Главного управления внутренних войск НКВД СССР генерал-майор Иван Никифорович Кирюшин.
Для обеспечения общественного порядка и безопасности в укрепрайонах силами войск НКВД при поддержке местных органов госбезопасности, по данным профессора Василия Павловича Сидоренко, было задержано 184 шпиона и диверсанта, 3004 дезертира и бандита, 9406 уклонившихся от оборонных работ и около 12 тыс. нарушителей прифронтового режима. В особых укрепрайонах была введена круглосуточная пропускная система, на основных автомагистралях были выставлены блокпосты.
Помимо укрепрайонов дивизиям НКВД была поставлена задача оборонять Военно-Осетинскую, Военно-Грузинскую и Бакинскую дороги и основные перевалы через Главный Кавказский хребет. Для этого по требованию Берии параллельно штабу Закавказского фронта был создан штаб НКВД по обороне Кавказа, формирование которого Берия возложил на своего заместителя Кобулова. Для более прочного перекрытия перевалов при штабе Закавказского фронта дополнительно были созданы две оперативные группы НКВД по обороне Главного Кавказского хребта, в состав которых входили сотрудники органов госбезопасности и внутренних войск НКВД СССР. Таким образом, вся система обороны Северного Кавказа находилась под оперативным управлением органов и войск НКВД СССР.
По словам Серго Берии, прибывшего на Кавказ в должности радиста полковника Сергея Матвеевича Штеменко, начальника кавказского направления Оперативного управления Генштаба, «первоочередной задачей отец считал закрытие перевалов». Сформированная распоряжением Берии от 23 августа специальная оперативная группа провела рекогносцировку горных участков местности с привлечением горно-стрелковых подразделений, жителей горных аулов, охотников, партийного актива и комсомольских групп. В результате были взяты на учёт 175 перевалов и горных проходов. За каждым из них был закреплён старший оперативный начальник из числа сотрудников госбезопасности, которому оперативно подчинялись все войсковые подразделения, действовавшие на данном направлении.
Организацией партизанской войны занимался комиссар госбезопасности 3‑го ранга Алексей Николаевич Саджая, по национальности грузин, в 1917 году участник установления советской власти на Кубани. С 1918 года он был разведчиком в партизанском отряде, в 1931–1934 годах — председателем ОГПУ Аджарской АССР, в 1934–1935 годах — начальником Управления НКВД по Аджарской АССР, в 1935–1938 годах — первым секретарём Потийского, Кутаисского горкомов и Аджарского обкома КП(б) Грузии, в 1938–1941 годах — наркомом внутренних дел Узбекской ССР, в 1942 году членом Военного совета Закавказского фронта. Алексей Николаевич Саджая погиб 5 ноября 1942 года во время авианалёта противника.