Виступала з доповіддю на армійській конференції механіків-водіїв танків. Перед виходом радянських військ до Дніпра Катерина Петлюк була переведена до 39-го гвардійського окремого розвідувального армійського автобронебатальону 3-ї гвардійської танкової армії. 20 вересня 1943 року танкісти кинулися вперед, за дві з половиною доби подолали близько 200 кілометрів і вийшли до Дніпра. 6 листопада був звільнений Київ. У лютому 1944 року Катерина Петлюк брала участь в боях за великий залізничний вузол Шепетівка.