Во время Великой Отечественной войны в боевых действиях принимали участие два формирования батальона:
20-й отдельный миномётный батальон (1-го формирования) — с первых дней войны действует на Карельском перешейке, затем в районе Невского пятачка, весной 1942 года переформирован в 174-й миномётный полк 20-й отдельный миномётный батальон (2-го формирования) — переименован из 415-го отдельного миномётного батальона на Закавказском фронте в сентябре 1942 года, действовал на Кавказе до осени 1943 года, в октябре 1943 года расформирован.