Приказом НКО № 0141 от 11 июля 1940 года Белорусский особый военный округ был преобразован в Западный особый военный округ. Положение дел в округе оставляло желать лучшего. Все это не раз отмечалось в приказах НКО в 1938—1940 годах. Боеготовность войск была низкой, строительство укрепрайонов велось медленными темпами, подготовка командного состава не отвечала современным боевым требованиям. Среди военнослужащих округа пьянство приняло угрожающие размеры. Особенно это зло укоренилось в среде начальствующего состава. Так, только за 9 месяцев 1938 года в одном только Белорусском особом военном округе было отмечено свыше 1200 безобразных случаев пьянства (Приказ НКО № 0219 от 28.12.1938 г.). Большое количество пьянок с дебошами, самовольные отлучки и прочие аморальные проступки характеризовали низкое состояние дисциплины и порождали аварийность. Еще хуже дела в округе обстояли с боевой подготовкой, о чем свидетельствует особый обобщающий приказ НКО № 120 от 16.05.1940 года.

Возможно, направляя Павлова на данную должность, Сталин надеялся, что ему удастся искоренить имеющиеся недостатки и исправить проблемы. Но как показала дальнейшая история, сделать он смог немногое.

21—31 декабря 1940 года в Москве, в Центральном доме Красной Армии, проходило совещание высшего руководящего состава РККА. Генерал-полковник танковых войск Д.Г. Павлов выступил с докладом об «Использовании механизированных соединений в современной наступательной операции и вводе механизированного корпуса в прорыв». Несмотря на то что он не был во главе автобронетанковых войск, Павлов являлся одним из теоретиков и практиков их применения. Он оставался самым опытным военачальником в вопросах стратегии и тактики применения мехвойск.

В своем докладе Дмитрий Григорьевич подробно осветил наступательные возможности мехкорпуса, время его ввода в прорыв и обеспечения всем необходимым. По сути, это был подробный план к действию. В докладе были отдельно рассмотрены и успехи немецкой армии в Польше и Франции. Объяснялись они наличием мощных танковых соединений, которые внезапно прорывались в глубь территории противника и в кратчайшие сроки достигали оперативных целей. По иронии судьбы, генералу Павлову и его войскам уже через полгода пришлось испытать на себе аналогичные действия двух немецких танковых групп — Гота и Гудериана.

Сразу после окончания совещания с частью его участников Генеральный штаб провел на картах две крупные оперативно-стратегические игры. Первая игра по теме «Наступательная операция фронта с прорывом УР» проходила со 2 по 6 января 1941 года. «Восточные» (под ними подразумевались войска СССР) под командованием генерал-полковника танковых войск Д.Г. Павлова выполняли задачу разгромить «западных» в Восточной Пруссии и к 3 сентября 1941 года выйти на р. Висла от Влоцлавек до устья. «Западные» (под ними подразумевались войска Германии) под командованием генерала армии Г.К. Жукова в течение почти всей игры были обороняющейся стороной.

Войска «восточных» (Д.Г. Павлов) имели превосходство над войсками «западных» (Г.К. Жуков) по всем показателям (кроме противотанковых орудий), причем по танкам это превосходство выражалось соотношением 2,5:1, а по самолетам — 1,7:1.

Перейдя 1 августа 1941 года в наступление, за 7 дней маневренных боев войска «восточных» правым крылом форсировали р. Неман, в центре — окружили в сувалкском выступе группировку 9-й армии «западных», а на левом крыле — направлении главного удара — войска фронта достигли реки Нарев южнее Остроленка. На этом же направлении 11 августа 1941 года Д.Г. Павловым в прорыв была введена конно-механизированная армия, которая 13 августа вышла в район Любава, Мрочно, Гильгенбург.

Г.К. Жуков, создав с помощью резервов сильную группировку в районе Мазурских озер, нанес внезапный фланговый удар в общем направлении на Ломжа, под основание выступа, образованного выдвинувшейся далеко на запад группировкой «восточных». В этой ситуации посредники «подыграли» Г.К. Жукову, обозначив еще один встречный удар с противоположной стороны выступа из района Коссов, Малкиня Гурна в общем направлении на Замбрув. Окружение грозило примерно 20-ти стрелковым дивизиям «восточных». Для ликвидации прорыва Павлову пришлось срочно перебрасывать резервы и приостановить наступление.

На этом этапе игра была остановлена. В сложившейся обстановке шансов на успех стало заметно больше у «западных», чем у «восточных», так как последние утратили превосходство в силах и средствах, имевшееся к началу операции. Войскам Павлова не удалось окружить и разгромить восточнопрусскую группировку «западных». К тому же значительное количество их собственных сил оказалось под угрозой окружения. В ходе игр выяснилось, что наступление Д.Г. Павлова в Восточной Пруссии оказалось трудновыполнимой задачей в связи с наличием в этом районе мощных укреплений и естественных преград в виде рек.

Во второй игре (8—11 января 1941 г.), проводившейся на юго-западном направлении, стороны поменялись местами. Юго-Западный фронт «восточных» (Г.К. Жуков) наступал, Юго-Восточный (Д.Г. Павлов) и Южный фронт «западных» (Ф.И. Кузнецов) оборонялись.

Войска «восточных» (Г.К. Жуков) превосходили вместе взятые фронты «западных» по количеству танков (3:1) и самолетов (1,3:1), а по общему количеству соединений и артиллерии соотношение сил было примерно равным. К тому же театр военных действий благоприятствовал для наступления, в отличие от проводившейся ранее игры в Восточной Пруссии.

Игра началась уже на территории противника, в 90—180 километрах западнее государственных границ Советского Союза. В ходе развернувшихся боев «восточные» все больше проявляли свое превосходство. Жукову удалось успешно ликвидировать серьезные угрозы на своем южном фланге, решительно продвинуться на запад в центре фронта и на северном крыле. Сломив сопротивление «западных», «восточные» прорвались в Закарпатье, на венгерскую долину и в южные районы Польши. В дальнейшем Жуков планировал овладеть районом Будапешт, Кечкемет, Сольнок и плацдармом в районе Ченстоховы. Посредниками игра была остановлена, так как в победе «восточных» мало кто сомневался — исправить сложившееся положение «западные» не могли.

По итогам проведенных командно-штабных игр генерал армии Жуков 14 января 1941 года был выдвинут Сталиным на пост начальника Генерального штаба. Действия в играх генерал-полковника танковых войск Павлова были признаны довольно успешными. 22 февраля 1941 года приказом НКО № 347 ему было присвоено очередное воинское звание «генерал армии».

По итогам двух проведенных игр Дмитрий Григорьевич, сделав для себя неутешительные выводы, смог взглянуть правде в глаза и реально оценить состояние войск своего округа. 18 февраля 1941 года он направил на имя И.В. Сталина, В.М. Молотова и С.К. Тимошенко донесение за № 867, в котором предлагал дать приказ о постройке и ремонте дорог и создании оборонительных полос вдоль всей границы округа — на глубину до 300 км, до Барановичей. «...Необходимо Западный театр военных действий по-настоящему привести в действительное оборонительное состояние путем создания ряда оборонительных полос на глубину 200— 300 км, построив противотанковые рвы, надолбы, плотины для заболачивания, эскарпы, полевые оборонительные сооружения...