На фронтах Великую Отечественную войну с июня 1941 года. В составе 15-й танковой дивизии старший политрук Ф. Е. Столярчук служил вместе с многими другими танкистами, которые потом воевали в рядах бригады Катукова. Участвовал в боях под Орлом, Мценском, обороне Москвы. Награждён орденом Ленина (11 января 1942).