A l'octubre de 1942 Astàfiev es va presentar voluntari a l'exèrcit soviètic i, després de sis mesos passats en les unitats de reserva (primer a Berdsk, i després a Novossibirsk) a l'abril de 1943 va ser traslladat a la regió de Kaluga com a soldat de la 92a brigada d'obusos de la divisió de Kíev-Jitòmir. Al maig, Astàfiev va entrar en acció, i va participar en els ferotges combats dels fronts de Briansk, Vorónej i de l'Estepa. A l'octubre va ser ferit mentre travessava el Dnièper (que fou on i quan va perdre el seu ull dret) i el 25 de novembre va rebre la seva primera condecoració, la Medalla al Valor. El gener de 1944 va tornar a l'acció, va participar per primera vegada en l'Assetjament de Kòrsun-Xevtxènkivski, llavors (al març i abril) en l'assalt de Kàmianets-Podilski i el 25 d'abril va ser guardonat amb l'Orde de l'Estrella Roja.