Nach dem deutschen Überfall auf die Sowjetunion am 22. Juni 1941 wurde er nach Moskau zurückberufen. Am 5. Juli 1941 übernahm er bei der schwer bedrängten Westfront die Führung der 20. Armee. Dieser Armee waren zwei mechanisierte Korps zugeführt worden, welche auch mit den neuen Panzertypen T-34 und KW-1 ausgerüstet waren. Trotzdem endete der Gegenangriff auf Lepel mit der Niederlage in der Schlacht von Senno. Unter dem Druck musste die 20. Armee über den Dnjepr zurückweichen, gab Orscha am 16. Juli auf und zog sich nach Smolensk zurück. Bis 28. Juli war die 20. Armee in der Kesselschlacht bei Smolensk eingeschlossen worden. Kurotschkin entkam der Gefangenschaft und wurde am 8. August 1941 zum Kommandeur der aus der Reserve herangezogenen 43. Armee ernannt. Im August 1941 wurde er Oberbefehlshaber der Nordwestfront, die er bis Oktober 1942 und von Juni bis November 1943 führte. Während der Winterfeldzüge von 1943 und 1944 führte er, inzwischen am 27. August 1943 zum Generaloberst befördert, als stellvertretender Kommandeur der 1. Ukrainischen Front die vereinigten Streitkräfte der 13. und 60. Armee in der Schitomir-Berditschewer Operation und befreite Nowgorod-Wolinsk.