Durante la seconda guerra mondiale, Gorškov prese parte attiva al conflitto assumendo incarichi di crescente responsabilità e distinguendosi per energia e capacità. Alle dipendenze della Flotta del Mar Nero, ricevette prima il comando della base navale di Azov e poi della Flottiglia del Danubio con la quale partecipò a numerose operazioni anfibie in collegamento con le forze terrestri dell'Armata Rossa. Dopo aver combattuto nel 1941 durante la accanita difesa di Odessa, prese parte con le sue navi, alle operazioni per la liberazione di Novorossijsk e Taman', alla liberazione della Crimea, all'Offensiva Iași-Chișinău e alle campagne combinate, fluviali e terrestri, per la liberazione di Belgrado e Budapest. In particolare la Flottiglia del Danubio guidata dall'ammiraglio Gorškov operò con successo durante l'invasione della Romania dell'estate 1944 in collaborazione con la 46ª Armata, e sferrò un attacco anfibio attraverso la foce del Dnestr. Nella successiva battaglia per la liberazione di Belgrado, le navi di Gorškov mossero lungo il Danubio fino a Negotin che venne conquistata con un altro attacco anfibio il 30 settembre 1944, mentre in ottobre contribuirono alla vittoria nella capitale jugoslava, bloccando le vie di ritirata tedesche attraverso la Sava e il Danubio.