独ソ戦時、第5戦車軍（1942年6月～）、第3戦車軍（1942年10月～）、第3親衛戦車軍（1943年5月～）司令官を歴任する。ルイバルコ指揮下の部隊は、オストログ・ロッソシャン、ハリコフ攻勢（1943年）作戦、クルスクの戦い、キエフ攻勢に参加し、1943年11月17日に一度目のソ連邦英雄の称号を授与された。その後、ジトミール・ベルジッチ、スクロフスク・チェルノヴィツ、リヴォフ・サンドミール、ニジニェ・シレズ、ヴェルフニェ・シレズ、ベルリン、プラハ作戦に参加し、1945年4月6日、二度目のソ連邦英雄の称号を授与された。大戦中、最高司令官令で22度指摘された。