С началом Великой Отечественной войны вновь призван в армию. Участвовал в оборонительных боях под Тулой, защищал Сталинград. Был трижды ранен. Механик-водитель танка Т-34 328-го танкового батальона 118-й танковой бригады 3-й ударной армии 2-го Прибалтийского фронта старший сержант А. И. Соколов совершил подвиг в боях за освобождение Псковской и Новгородской областей.