Zu Beginn des Großen Vaterländischen Krieges war Oberstleutnant Iwanow im Generalstab der 13. Armee im Einsatz (Westfront, Brjansker Front) und organisierte u. a. die Verteidigung in der Kesselschlacht bei Białystok und Minsk. Vom 27. Dezember 1941 bis 22. Juli 1942 war der am 13. Januar 1942 zum Oberst beförderte Iwanow Stabschef der 38. Armee an der Südwestfront. Anschließend war er bis August 1942 Stabschef der 1. Panzerarmee der Südwestfront in Kalatsch am Don. Am 14. Oktober 1942 wurde er zum Generalmajor befördert und war bis zum 9. Dezember 1942 Stabschef der 1. Gardearmee. In dieser Funktion war er an der Vorbereitung der Operation Uranus an der Stalingrader Front beteiligt. Vom 10. Dezember 1942 bis zum 30. Mai 1943 war er Chef des Stabes der Südwestfront und anschließend bis zum 20. Oktober 1943 Chef des Stabes der Woronescher Front. Vom 20. Oktober 1943 bis zum 11. November 1943 war Generalleutnant Iwanow Chef des Stabes der 1. Ukrainischen Front, danach war er Chef des Stabes der Transkaukasusfront. Vom 2. Juni 1944 bis Juni 1945 war er Chef des Stabes der 3. Ukrainischen Front.