У 2014 році полк брав участь у російсько-українській війні. За даними британського аналітичного центру RUSI, на основі полку була сформована батальйонно-тактична група, яка брала участь у бойових діях з 11 серпня 2014 року.[5]
24 серпня 2014 року, приблизно о 12:15, артилеристами 2-ї протитанкової батареї 51 ОМБр під командуванням капітана Костянтина Коваля в районі смт. Кутейникове було підбито 2 одиниці БМД-2 331-го парашутно-десантного полку.[6][7] Десантники евакуювалися з бойових машин і сховалися в лісосмузі неподалік. Під час спроби виходу кількома годинами пізніше, 10 десантників 331 ПДП були взяті у полон відділенням розвідників 51 ОМБр під командуванням сержанта Володимира Козака в районі селища Дзеркального, де розміщувався штаб української батальйонно-тактичної групи.[8][9] 26 серпня Міністерство оборони РФ визнало факт потрапляння військових у полон, прокоментуваши, що десантники «перетнули [кордон], ймовірно, випадково на необладнаній, немаркованій ділянці».[10]
За українськими даними, полк був серед тих підрозділів, які порушили домовленість про коридор для виходу українських військових з оточення під Іловайськом. Тоді були розстріляні сотні українських бійців.[2][11]
29—30 серпня 2014 року 10 полонених десантників були обміняні на українських військовослужбовців. 31 серпня 2014 року спікер АТО повідомляв, що обмін відбувся на 63 українських військовослужбовців Нацгвардії,[12] а Генеральний військовий прокурор України Анатолій Матіос у 2015 році сказав, що на 200 українських військовослужбовців і цивільних.[13][14]
29—31 серпня десантники полку були наглядачами українських військових, захоплених під час боїв при спробі виходу з оточення під Іловайськом.[15]
У березні 2015 року військовослужбовець 331 ПДП був помічений у Станично-Луганському районі України.[16] У листопаді 2015 року формування полку фіксувалися у процесі перекидання до окупованого Криму.[17] У серпні 2016 року ГУР МО повідомило про прибуття партії військовослужбовців полку до Донецька.[18]
У 2017 році полку надане почесне найменування «Ударний».[19][20][21] Це було перше присвоєння такого найменування,[22] статус запровадили у 2017 році для відзнаки найбільш боєздатних підрозділів.[23]
Російське вторгнення в Україну 2022 року
2022 року підрозділи полку брали участь у повномасштабному вторгненні РФ в Україну. Полк зайшов на територію України з Білорусі і вів бої на київському напрямку. Проте стрімкий наступ зупинився у передмістях Києва: у Бучі, Гостомелі та Ірпені.[2] 11—14 березня 2022 року українська артилерія, у спробах вибити окупантів з Бучі, завдавала ударів по позиціям полку.[3] В березні полк брав участь в штурмі села Мощун, де зазнав великих втрат.[24]
17 березня стало відомо про загибель в Україні командира полку Сергія Сухарєва.[25] В другій половині березня полк відступив в Білорусь.[3] На початку квітня оприлюднено відео, на якому техніку полку завантажують на залізничні платформи у Барановичах та відправляють до Бєлгорода у РФ.[3]
На початок квітня 2022 року, BBC встановило імена 39 загиблих десантників полку, у всіх дати смерті — до 13 березня. У соцмережах Костроми місцеві говорили про втрати близько 100 десантників полку загиблими.[2]
Після переформатування та відновлення полк знову відправили в Україну — під Ізюм та Попасну.[3]
В результаті боїв, що відбулися у квітні — червні, кількість підтверджених смертей у полку зросла з 39 на початку квітня до 62 наприкінці липня 2022 року. Враховуючи кількість зниклих безвісти, фактична кількість загиблих значно вища і може досягати 150. Якщо додати поранених, загальні втрати, ймовірно, будуть 650-670 на липень 2022.[26]
16 квітня 2024 року Збройні сили України атакували командний пункт 331-го полку, в місті Бахмут. Удару було завдано двома ракетами РСЗВ HIMARS. За інформацією джерела, штаб десантників перебував у двоповерховій адміністративній будівлі у центральній частині міста. Також повідомляється, що командний пункт був новим і військові заїхали туди за тиждень до завдання удару. Внаслідок ракетної атаки загинуло вісім офіцерів полку. Крім начальника розвідки Іллі Сатаріна, серед втрат значаться начальник артилерії Прокоп'єв, начальник зв'язку Котов та старший помічник начальника штабу полку Пантелєєв. Кількість поранених не уточнюється.[27]
За даними BBC кількість загиблих у полку під час вторгнення в Україну до 13 березня 2022 склала принаймні 39 осіб,[11] станом на 1 липня 2022 кількість зросла принаймі до 62 осіб,[3] а станом на 1 вересня 2022 до понад 80 осіб.[31]
З відкритих джерел відомо про 89 імен десантників 331 ПДП, які загинули у 2014—2023 роках в Україні.