С мая 1942 года — заместитель начальника Главного автобронетанкового управления Красной Армии. С июня 1942 года — командир 17-го танкового корпуса, который в составе оперативной группы войск Брянского фронта участвовал в оборонительной операции на воронежском направлении. С июля 1942 года Н. В. Фекленко — начальник Сталинградского учебного автобронетанкового центра, в период Сталинградской битвы при прорыве немцев к Сталинграду был в августе 1942 года командующим группой войск Тракторного района Сталинграда. С января 1943 — командующий войсками Тульского танкового военного лагеря.