В должности командира миномётного взвода участвовал в обороне Сталинграда сначала в составе 907-й стрелковой дивизии, а с 30 сентября 1942 года в составе 95-й стрелковой дивизии, в 161-м стрелковом полку (который позднее стал 231-м гвардейским стрелковым полком), с ним прошёл путь до конца войны. За образцовое выполнение заданий командования и массовый героизм воинов 95-я стрелковая дивизия была преобразована в 75-ю гвардейскую стрелковую дивизию, Атаманчуку Г. К. было присвоено звание гвардии ст. лейтенант, он был награждён медалью «За оборону Сталинграда».