В начале войны капитан Владычанский продолжал служить в том же училище. В конце июня — начале июля в его составе принимал участие в боях возле реки Березина. С передислокацией училища в город Ульяновск он назначается старшим преподавателем 2-го Ульяновского танкового училища. С сентября 1941 года командовал отдельным танковым батальоном 51-й отдельной курсантской стрелковой бригады. В октябре убыл с ней на Западный фронт. В декабре бригада была подчинена Северо-Западному, затем Калининскому фронту. В январе 1942 года был назначен начальником штаба этой бригады. В составе 4-й ударной армии он участвовал с ней в Торопецко-Холмской наступательной операции. В апреле 1942 года бригада в городе Калязин Калининской области была преобразована в 119-ю стрелковую дивизию, а майор Владычанский назначается в ней начальником штаба. После завершения формирования дивизия входила в состав Калининского, затем Западного (с сентября 1942 г.), 3-й армии Брянского фронтов (с октября 1942 г.). В конце октября дивизия убыла под Сталинград в район Усть-Хоперская, где вошла в состав 5-й танковой армии Юго-Западного фронта и участвовала в контрнаступлении под Сталинградом. 19 ноября она, наступая на главном направлении армии, прорвала оборону противника и овладела Суровикино. Затем её части отразили несколько танковых атак противника и продолжали наступление в направлении Морозовск, Тацинская. 16 декабря 1942 года за успешное выполнение заданий командования в боях под Сталинградом дивизия была преобразована в 54-ю гвардейскую. В последующем она вела боевые действия на Юго-Западном и Южном фронтах, находясь в составе 3-й гвардейской, 51-й и 5-й ударной армий. Участвовала в Северо-Кавказской, Ростовской наступательных операциях, в боях на реке Миус.