ביולי 1941, זמן קצר לאחר המתקפה הגרמנית, מונה קורוצ'קין למפקד הארמייה ה-20, ולחם עמה במהלך קרב סמולנסק כחלק מהחזית המערבית. ב-1 באוגוסט של אותה שנה הוא הועבר לפקד על הארמייה ה-43, והחזיק בתפקיד עד 23 בחודש עת הועבר לפקד על החזית הצפון-מערבית. בין ינואר לפברואר 1942 הוא פיקד על החזית במהלך מבצע טורופץ-חולם. הוא החזיק בתפקיד עד אוקטובר של אותה שנה. ב-18 בנובמבר 1942 מונה למפקד הארמייה ה-11, וב-10 במרץ 1943 הועבר לפקד על הארמייה ה-34. ב-23 ביוני חזר לפקד על החזית הצפון-מערבית, ב-27 באוגוסט הועלה לדרגת גנרל-פולקובניק, ובנובמבר מונה לסגן מפקד החזית האוקראינית הראשונה והשתתף בתכנון קרב קורסון-צ'רקאסי. ב-24 בפברואר 1944 מונה למפקד החזית הבלארוסית השנייה והחזיק בתפקיד עד אפריל של אותה שנה. ב-15 באפריל 1944 מונה למפקד הארמייה ה-60 אשר נכללה בחזית האוקראינית הראשונה - אז בפיקוד איוואן קונייב. הוא השתתף עם הארמייה במבצע לבוב-סנדומייז' בקיץ 1944, ובחורף 1945 לחמה במבצע ויסלה-אודר. יחידות של הארמייה גילו את מחנה אושוויץ, וכל הסגל הרפואי שלה נשלח כדי להעניק סיוע לניצולים. בהמשך לחמה הארמייה כחלק מהחזית האוקראינית הרביעית, והשתתפה במתקפת שלזיה העילית, מתקפת מורביה-אוסטרבה, ובמאי 1945 השתתפה בקרב על פראג. באוגוסט 1945 פורקה הארמייה, ועל בסיסה הוקם המחוז הצבאי קובאן. על חלקו במהלך המלחמה, קיבל קורוצ'קין את עיטור גיבור ברית המועצות.