Georgi Žukovin menestys Moskovan puolustuksessa joulukuussa 1941 vakuutti Stalinin hänen olevan parempi upseeri. Timošenko vedettiin etulinjasta, ja hän sai aseman Stalingradin ylikomentajana (heinäkuu 1942), luoteisrintaman (lokakuu 1942), Leningradin (kesäkuu 1943), Kaukasian (kesäkuu 1944) ja Baltian (elokuu 1944). Elokuusta 1944 toukokuuhun 1945 Timošenko koordinoi ensimmäistä, toista ja kolmatta ukrainalaista rintamaa hyökkäyksessä Tonavalta kohti Wieniä. Hyökkäys pysähtyi lopulta Budapestiin. Tämä jälkeen Timošenko otti Wienin 13. huhtikuuta ja saavutti yhdysvaltalaiset Linzissä 6. toukokuuta.