В ноябре 1941 года закончил досрочно обучение в пехотном училище в звании лейтенанта. Получил назначение в Сталинград, в воздушно-десантные войска. Командовал боевой ротой, батальоном, не раз водил солдат в атаку на Карельском, 3-м и 2-м Украинских фронтах. Принимал участие в Свирско-Петрозаводской, Балатонской, Венской, Пражской операциях. Анатолий Филиппович Корольченко награжден четырьмя боевыми орденами, многими медалями.