В сентябре 1942 года майор Булгаков был назначен заместителем командира 8-й стрелковой дивизии. Воевал с ней в 13-й и 48-й армиях на Брянском, а с марта 1943 года — Центральном фронтах. В ходе Воронежско-Касторненской наступательной операции в январе — феврале 1943 года подполковник Булгаков, командуя подвижным отрядом дивизии, первым ворвался в Касторное и способствовал основным силам его захвату. В июне 1943 года он вступил во временное командование 8-й стрелковой дивизией, вошедшей в состав 15-го стрелкового корпуса. Накануне Курской битвы, сдав командование вновь назначенному командиру, вступил в исполнение прямых обязанностей заместителя командира дивизии. Участвовал с ней в тяжелых оборонительных боях на Курской дуге.