Великая Отечественная война застала подполковника И. С. Глебова на должности заместителя начальника артиллерии 6-го стрелкового корпуса, включенного в состав Юго-Западного фронта, с июля 1941 года — начальник штаба того же корпуса. С 22 июня 1941 года И. С. Глебов в составе корпуса участвовал в Оборонительной операции на Западной Украине, затем в Киевской стратегической оборонительной операции. В августе 1941 года управление корпуса было расформировано, И. С. Глебов был направлен в резерв Ставки ВГК, в штабе Юго-Западного фронта встретился с И. Х. Баграмяном, который попросил начальника штаба фронта В. И. Тупикова назначить Глебова своим помощником — заместителем начальника оперативного отдела штаба Юго-Западного фронта.[5] На этом посту И. С. Глебов продолжил участие в Киевской операции. В сентябре штаб Юго-Западного фронта оказался в окружении, большая часть управления фронта и 5-й армии выходила из окружения колонной штаба фронта. В колонне было около тысячи человек, в том числе восемьсот офицеров, с ней следовала и техника — шесть бронемашин, два полевых орудия и пять счетверённых зенитных установок. И. С. Глебов временно возглавлял охрану Военного Совета фронта. 20 сентября 1941 года колонна остановилась на днёвку в районе хутора Дрюковщина, в роще Шумейково, где была обнаружена немцами. Немцы атаковали колонну с трёх сторон, задействовали танки, штабные офицеры весь день отбивали атаки врага, в рукопашной участвовали все офицеры, включая командующего фронтом М. П. Кирпоноса, несколько танков удалось поджечь, немцы не выдержали и отступили, но окружили остатки группы плотным кольцом. В этом бою И. С. Глебов был ранен. Ночью оставшиеся в строю офицеры пошли на прорыв, атака получилось внезапной, многим удалось вырваться.[5][6] И. С. Глебову в числе других офицеров удалось выйти из окружения и присоединиться к советским войскам, вскоре он вернулся на прежнюю должность, затем был назначен заместителем начальника штаба Юго-Западного фронта. Работая в штабе Юго-западного фронта, И. С. Глебов участвовал в Харьковской операции 1941 года, Елецкой операции, Харьковской операции 1942 года.
12 июля 1942 года Юго-Западный фронт был расформирован, 25 августа 1942 года И. С. Глебов назначен начальником штаба 4-й танковой армии. В предшествовавших боях армия понесла тяжелые потери, в её составе осталось всего четыре танка, 22 октября 1942 года 4-я танковая армия была преобразована в 65-ю армию, И. С. Глебов был назначен её начальником штаба.[7]П. И. Батов вспоминал:
Иван Семенович Глебов тянул как вол весь штаб, но делал это умеючи, то есть так, что каждый его подчиненный рос. В свои 39 лет полковник Глебов успел окончить два высших учебных заведения — Артиллерийскую академию и Академию Генерального штаба. Его обширные военные познания в соединении с опытом работы в высших штабах снискали ему общее уважение, несмотря на суховатость натуры. Такой человек был неоценимой находкой для командарма. Можно было спокойно отдаваться работе в войсках, зная, что принятое решение будет осуществлено творчески, со скрупулезной точностью.
После войны, с июля 1945 года И. С. Глебов — начальник управления оперативной подготовки Генерального штаба, затем служил в Главном штабе Сухопутных войск. С мая 1957 по декабрь 1958 года — заместитель главного военного советника в Китае и советник начальника генерального штаба НОАК[8], с 1958 года — начальник кафедры оперативного искусства Военной академии Генерального штаба, в 1969—1988 годах работал в Институте военной истории Министерства обороны СССР.[1] С сентября 1972 года в Группе генеральных инспекторов МО СССР. С 1988 года в отставке. Автор около 150 научных работ и статей по различным вопросам военной доктрины, оперативному искусству и военной истории.
↑В этом бою погибли: М. П. Кирпонос, В. И. Тупиков, Член Военного Совета (ЧВС) Юго-Западного фронта М. А. Бурмистренко, начальник штаба 5-й армии Д. С. Писаревский, ЧВС 5-й армии М. С. Никишев и многие другие, часть раненых офицеров попала в плен, в том числе ЧВС Юго-Западного фронта Е. П. Рыков (вскоре замученный и казненный фашистами) и командующий 5-й армией М. И. Потапов