В боях с немецко-фашистскими захватчиками старший сержант И. Г. Похлебаев с 26 августа 1942 года в должности лётчика 750-го смешанного авиационного полка 217-й истребительной авиационной дивизии 4-й воздушной армии. Участник Битвы за Кавказ на Северо-Кавказском и Закавказском фронтах. Воевал на истребителе И-16. В ходе Моздок-Малгобекской оборонительной, Нальчикско-Орджоникидзевской оборонительной, Северо-Кавказской наступательной и Краснодарской наступательной операций совершил 39 боевых вылетов на разведку войск противника. Сведения, добытые И. Г. Похлебаевым, неоднократно позволяли командованию 9-й армии своевременно определять замыслы врага и оперативно реагировать на изменение обстановки. Во время наступательных операций старший сержант Похлебаев вскрыл оборону противника на участках Платнировская — Верхний и Пластуновская — Тимашевская — Брюховецкая. Разведывательные полёты Иван Григорьевич сопровождал штурмовками обнаруженных целей, в ходе которых он уничтожил 1 автомашину и 18 немецких солдат. 5 февраля 1943 года при штурмовке огневых позиций врага на самолёте Похлебаева был пробит маслобак, но за счёт умелого маневрирования Иван Григорьевич сумел привести машину на свой аэродром. В этот период он одержал свою первую воздушную победу, сбив в групповом бою немецкий военно-транспортный самолёт Ю-52. 13 марта 1943 года в воздушном бою И-16 Похлебаева был подбит и загорелся. Иван Григорьевич сумел покинуть горящий самолёт с парашютом, но получил ожоги лица и рук. После недолгого пребывания в госпитале в Ессентуках, он вернулся в строй.