V červenci 1942 dočasně velel 64. armádě přiřazené k jižnímu frontu v oblasti Stalingradu. Posléze jej nahradil generál Šumilov a Čujkov byl pověřen velením nad levým křídlem 64. armády. Jelikož se osvědčil, 8. září nahradil generálporučíka Lopatina ve funkci velitele 62. armády, hlavní síly bránící Stalingrad. Velení nad ní si podržel až do konce bitvy. V březnu 1943 byla přeorganizovaná 62. druhá armáda pod Čujkovovým velením a přejmenovaná na 8. gardovou armádu nasazena do bojů na pomezí Ukrajiny a Běloruska. V polovině roku byla přemístěna pod 1. Běloruský front, s nímž osvobozovala Bělorusko a Polsko a měla klíčovou úlohu v bitvě o Berlín. 2. května převzal Čujkov jménem Vrchního velitelství Rudé armády kapitulaci berlínské posádky.