军属工兵营则增加1个技术保障连，全营共901人。
统帅部预备队工程兵则编为19个工程兵团和15个舟桥团。工程兵团下辖1个团部、2个工兵营、1个技术营、1个轻型舟桥纵列（NPL）以及1所指挥员学校；舟桥团则包含1个团部、3个舟桥营、1个技术连、1个N2P舟桥纵列，以及1所指挥人员学校。
按照编制规定，每个工兵营装备有35部工程车辆、48辆卡车和21台拖拉机；每个工程兵团装备有89部工程车辆、152辆卡车、52部拖拉机、22部拖车、25部特种工程车辆和2-4台大型发电机组。
但和战前仓促组建或扩充的机械化军、空降军、骑兵军、远程轰炸航空兵一样，苏军工程兵部队是典型的“皮大馅儿少”。
据齐尔林等编着的《为苏维埃祖国而战的工程兵》所述，截至1941年6月22日，已经组建的工程兵团和工兵营缺少其编制数35%-60%的指挥干部、20%-70%的军士、35%的战士和大约50%的装备。
很多工兵营、舟桥营甚至只有基干人员，成了徒有其名的“架子部队”。
德军在“巴巴罗萨”行动中的迅猛推进，不仅给苏军作战部队造成了严重的人员伤亡和装备损失，也重创了本就脆弱的苏军工程兵。
开战初期的失利，不仅令苏军工程兵部队装备和兵力进一步捉襟见肘，也使得苏军统帅部严重缺乏力量抢占德军之前构筑、完善新的战役或战术防御地幅，并为反突击和反冲击作战提供工程保障。
面对危局，毛熊不得不从头开始，组建适合战争需要的新工程兵部队，以挽救国家和红军。
当务之急，便是要赶在德军之前全面强化莫斯科、列宁格勒等重要城市周边的防御体系，全力保卫红色政权的核心地带。
1941年7月，毛熊解散所有统帅部预备队工程兵团和舟桥团，并将军、师属工兵营改为两连制，同时撤销其架桥排与特种任务排，并将编制人数再压缩掉60人。
这样虽然大幅降低了各兵团（按照毛熊军事术语，方面军、集团军称军团，军、师及独立旅称兵团，建制旅、团、独立营、飞行大队称部队，建制营、连及飞行中队称分队，故而文中有的部队指广义上的部队，有的则为苏军编制体系中的部队，请读者仔细区分）的工程保障能力，但却在短时间内凑齐了6个工兵集团军的基干力量。
每个工兵集团军下辖5个工兵旅，每旅约5000人。
国防部还通过动员和紧急征召，利用预备役人员、军校生、国防志愿者和后方力量（主要是老人、妇女和学生）等将所有工兵集团军逐一充实，并最终在1941年11月之前组建了9个这类的集团军，而后马上运用其沿德军进攻方向新建了大批筑垒地域和永备支撑点，并将关键城镇要塞化。
最终，得益于不断完善的防御体系建设，加之苏军各部的殊死奋战，德军最终止步于莫斯科郊外，并被击退70-120公里。
工程兵部队第一次在战争中体现出了其巨大价值，为挽狂澜于既倒做出了重要贡献。
然而，工兵集团军虽证明了其自身价值，但也在实战中暴露出了结构臃肿、指挥不便等诸多弊病。
而且，以大幅度压缩兵团下辖工程兵为代价来扩充工兵集团军，导致苏军在1941-1942年的冬季反攻中缺乏有力的工程保障，极大地制约了向德军纵深推进的速度及战果。
为此，结合相关经验与教训，1942年春，国防部裁撤5个工兵集团军，将其兵力部分补充步兵部队，部分用于组建新型的工程兵旅。
这种旅直接配属作战方面军，由方面军根据需要，将其加强在最需要的地段或方向，为作战部队提供工程保障。
因为各方面军面对的战场环境及其领受任务并不相同，故而旅的编制也不完全一样，但大体上都下辖1个旅部、1个汽车拖拉机连、5到8个工程营、1个电工技术营和1个电气化大队，人数在3200至4500不等。4月，该型旅被正式命名为特种工程兵旅（SDEB）。
SDEB的出现，大幅提升了苏军作战方面军、集团军的前线工程保障能力，并能够根据战场需求灵活调度。截至1943年2月1日，苏军共建成13个SDEB。
此外，鉴于快速、高效通过河流及涉水地带对于作战部队快速突进及向敌纵深发展战果至关重要，苏军开始组建新型的舟桥旅。
这种旅下辖1个指挥连、3至7个摩托化舟桥营和若干水下作业大队，装备承载能力为50吨的DMP-42舟桥。
1943年初，根据斯大林格勒战役后期的反攻经验，苏军又将其舟桥更新为承载达到100吨的TMP舟桥。
斯大林格勒战役后，由于苏军掌握了战略主动权，战争局势的缓和使苏军统帅部开始有时间和精力来恢复原先被严重压缩的队属工程兵部队，并着手针对不同类型部队的战斗任务，为其加强具有相应功能的工程兵部队或分队。
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