במאי 1941 מונה מוסקלנקו למפקד חטיבת הנ"ט ה-1, ולחם עמה במהלך מבצע ברברוסה בגזרה הדרומית, ובכלל זה בקרב ברודי ובקרב קייב. לאחר מכן לחם עם חטיבתו בקרב על מוסקבה, ובפברואר 1942 מונה למפקד קורפוס הפרשים ה-6. במרץ 1942 מונה למפקד הארמייה ה-38, וביוני אותה שנה מונה למפקד ארמיית הטנקים הראשונה. באוגוסט 1942 מונה מוסקלנקו למפקד ארמיית המשמר הראשונה, ולחם עמה במבצע אורנוס ובמבצע סטורן קטן. באוקטובר 1942 מונה מוסקלנקו למפקד הארמייה ה-40, ולחם עמה בקרב חרקוב השלישי, בקרב קורסק ובקרב דנייפר. באוקטובר 1943 מונה שוב למפקד הארמייה ה-38, ולחם עמה במבצע דנייפר-קרפטי ובמבצע לבוב-סנדומייז'. לאחר מכן לחמה הארמייה שבפיקודו בקרבות בקרפטים, המוראביה, ובקרב על פראג.