In 1944 werd Stojtsjov lid van het Vaderlands Front van het Nationaal Comité. Tijdens de Tweede Wereldoorlog voerde Stojtsjov het bevel over het Eerste Leger van Bulgarije, nadat het land en de geallieerden elkaar trouw zwoeren. Onder Stojtsjov wist het Eerste Leger in mei 1945 de Nazi's uit een groot deel van Joegoslavië en Hongarije terug te dringen richting de Centrale Alpen. Op 8 mei 1945 ondertekent Vladimir Stojtsjov in Zuid-Oostenrijk een grensakkoord met commandant Charles Keightley van het Britse 8e Leger. Op 24 juni 1945 nam hij deel aan de Overwinningsparade in Moskou.