После переформирования ВВС 38-й армии в дивизию Златоцветов в июле 1942 г. назначен заместителем командующего ВВС Закавказского фронта, где участвовал в Битве за Кавказ. В октябре 1942 года назначен заместителем командующего 15-й воздушной армии, а с ноября 1942 года заместителем командующего 17-й воздушной армией Юго-Западного и Воронежского фронтов, где принимал участие в Сталинградской, Курской битвах и Битве за Днепр.