У червні 1941 року повторно був покликаний в армію і направлений на фронт Німецько-радянської війни. Брав участь у битві за Кавказ, звільнення Кубані, України, Криму. До травня 1944 року підполковник Володимир Воронов командував 665-м стрілецьким полком 216-ї стрілецької дивізії 51-ї армії 4-го Українського фронту. Відзначився під час Кримської операції.