En 1939, Tchouïkov participe en tant que lieutenant-général de l'Armée rouge à l'invasion soviétique de la Pologne, puis, en 1940, à la guerre d'hiver contre la Finlande. Peu après, il est renvoyé en Chine pour conseiller Tchang Kaï-chek dans le cadre de la guerre contre les Japonais. En , il est rappelé sur le front Ouest, comme chef d'état major de la Armée (appelée Armée de réserve jusqu'en ), dont il assure le commandement effectif pendant la majeure partie de la bataille de la boucle du Don en juillet-août. Le , la veille de l'offensive allemande, il est nommé à la tête de la  pour défendre la ville de Stalingrad, en état de quasi isolement, puisqu'elle ne peut être ravitaillée que par bateaux et supporte, pendant près de 3 mois, l'assaut de 10 divisions allemandes. Malgré ces conditions extrêmement difficiles, Tchouïkov reste dans la ville durant toute la bataille, ne laissant parfois son QG qu'à quelques centaines de mètres des lignes ennemies. La Armée, en servant de point de fixation aux efforts allemands pendant ces longs mois, apporte une contribution majeure au succès de la contre offensive de Stalingrad : l'opération Uranus. Tchouïkov reçoit le titre de Héros de l'Union soviétique et la Armée devient la Armée de la garde. Tchouïkov commande cette dernière en Biélorussie, en Pologne puis dans le Reich, et participe, comme commandant de cette armée, à l'offensive sur Berlin en avril 1945.