На фронтах Великой Отечественной войны с июля 1941 года. В 1942 году окончил курсы младших лейтенантов. С декабря 1943 г. командовал стрелковой ротой 297-го стрелкового полка 184-й стрелковой дивизии, в составе Западного, 3-го Белорусского фронтов освобождал Смоленск, Белоруссию. Был ранен пять раз. 17 августа 1944 года рота Зайцева первой в Красной армии вышла на государственную границу с Восточной Пруссией в районе севернее города Науместис (Литва), в связи с чем её командир отправил исторический рапорт Верховному Главнокомандующему Иосифу Сталину: