С 3 мая 1943 года полковник Потапенко командовал 279-й стрелковой дивизией, которая в составе 3-й гвардейской армии Юго-Западного фронта находилась в обороне на реке Северский Донец в районе Лисичанска. С июля ее части принимали участие в Изюм-Барвенковской и Донбасской наступательных операциях. 8 сентября 1943 года за освобождение города Лисичанск ей было присвоено наименование «Лисичанская». В дальнейшем дивизия под его командованием принимала участие в освобождении Донбасса и Левобережной Украины, в битве за Днепр. С 1 октября 1943 года по 29 января 1944 года ее части вели упорные бои по ликвидации никопольского плацдарма противника (Запорожская наступательная операция), после чего она была выведена в резерв. К 23 февраля 1944 года она была передислоцирована на крымский плацдарм (ст. Партизаны), где вошла в подчинение 51-й армии 4-го Украинского фронта и с 13 апреля участвовала в Крымской наступательной операции, освобождении Севастополя. За отличия при освобождении Симферополя она была награждена орденом Красного Знамени (24.04.1944). После освобождения Крыма в конце мая 1944 года дивизия в составе 51-й армии была выведена в резерв Ставки ВГК, затем в начале июля переброшена на 1-й Прибалтийский фронт и участвовала в Белорусской, Шяуляйской наступательных операциях. 9 августа генерал-майор Потапенко был зачислен в резерв фронта. Затем с 30 августа допущен к исполнению должности командира 239-й стрелковой Краснознаменной дивизии. Осенью 1944 года дивизия в составе 4-й ударной армии участвовала в Прибалтийской, Мемельской и Рижской наступательных операциях. С ноября 1944 года по январь 1945 года ее части вели боевые действия в районе севернее Мажейкяй. В феврале — начале марта 1945 года дивизия по железной дороге была переброшена на 1-й Украинский фронт в район Квелленгрунда и участвовала в Верхнесилезской и Пражской наступательных операциях.