В декабре 1941 года майор Четвертухин был направлен в Уральский военный округ на должность командира 720-го стрелкового полка 162-й стрелковой дивизии, находившейся на формировании в Камышловских военных лагерях. По завершении формирования в марте 1942 года дивизия вошла в состав 28-й армии резерва Ставки ВГК, затем в апреле была подчинена Юго-Западному фронту. В мае того же года она в составе 28-й армии участвовала в Харьковском сражении. С начала июля дивизия входила в состав 38-й армии Юго-Западного, а с 12 июля — Сталинградского фронтов и участвовала в Воронежско-Ворошиловградской и Донбасской оборонительных операциях. После тяжелых оборонительных боев в конце июля дивизия понесла большие потери и была расформирована, а подполковник Четвертухин назначен командиром 29-го стрелкового полка 38-й стрелковой дивизии. В августе — октябре 1942 года ее части в составе 64-й и 57-й армий Сталинградского фронта в ходе Сталинградской битвы вели тяжелые оборонительные бои на ближних подступах к Сталинграду, прикрывая город с юго-запада. В октябре Четвертухин был назначен командиром 96-й отдельной стрелковой бригады, которая вела боевые действия на этом же направлении в составе 7-го стрелкового корпуса 64-й армии, в ноябре — декабре участвовала в контрнаступлении советских войск, в окружении и уничтожении сталинградской группировки противника. По завершении Сталинградской битвы личный состав бригады был обращен на доукомплектование 94-й гвардейской стрелковой дивизии, а подполковник Четвертухин назначен заместителем командира этой дивизии. Летом и осенью 1943 года она в составе 35-го гвардейского стрелкового корпуса 69-й армии Воронежского, затем Степного и 2-го Украинского фронтов участвовал в Курской битве, битве за Днепр.