В декабре 1941 года подполковник Улитин был направлен в Сибирский военный округ на формирование 232-й стрелковой дивизии (вступил в командование дивизией с 3 января 1942 года), формировал ее в городе Бийск. С апреля 1942 года дивизия входила в состав 3-й, затем 6-й армий резерва Ставки ВГК. С июля ее части в составе 60-й армии Воронежского фронта принимали участие в Воронежско-Ворошиловградской оборонительной операции, вели тяжелые бои под Воронежем, в районе населенных пунктов Губарево, Хвощеватка. С января 1943 года дивизия под командованием полковника Улитина успешно действовала в Воронежско-Касторненской наступательной операции. С февраля 1943 года дивизия в составе 38-й армии этого же фронта участвовала в Харьковских наступательной и оборонительной операциях. С августа того же года ее части успешно действовали в Курской битве, Белгородско-Харьковской наступательной операции, затем в битве за Днепр, освобождении городов Дзержинский, Жовтневый, Сумы, Лебедин. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 27 августа 1943 года командир дивизии генерал-майор Улитин был награжден орденом Суворова 2-й степени. В ноябре дивизия в составе той же 38-й армии 1-го Украинского фронта участвовала в Киевской наступательной операции, в ходе которой освободила поселки Пуща Водица, Святошино, Хотив, города Киев и Фастов. Приказом ВГК от 6 ноября 1943 года ей было присвоено наименование "Сумско-Киевская ". С 28 ноября 1943 по 18 февраля 1944 года Улитин находился в госпитале по ранению, затем был зачислен в распоряжение ГУК (находился в резерве Ставки ВГК при Высшей военной академии им. К. Е. Ворошилова). С 5 мая 1944 года зачислен слушателем академии. По ее окончании с марта 1945 года состоял в распоряжении ГУК.