ב-17 בספטמבר 1939 קובליוב מונה למפקד החזית הבלארוסית, אשר כללה את הארמיות ה-3 ה-4 ה-10 וה-11. החזית השתתפה בפלישת ברית המועצות לפולין. בפברואר 1940 הוא מונה למפקד הארמייה ה-15, ופיקד עליה במהלך מלחמת החורף כנגד פינלנד. ב-11 באפריל של אותה שנה הוא מונה למפקד המחוז הצבאי חרקוב, וב-4 ביוני הועלה לדרגת גנרל לייטננט. ב-19 ביוני 1941 הוא הוחזר לפקד על המחוז הצבאי עבר הבאיקל. ב-15 בספטמבר פורק המחוז ועל בסיסו הוקמה חזית עבר הבאיקל. קובליוב שימש כמפקד החזית לאורך כל מלחמת העולם השנייה. החזית נפרשה לאורך הגבול עם השטחים שתחת שלטון האימפריה היפנית באזור ימת באיקל. החזית כולה לא השתתפה בקרבות החזית המזרחית במלחמת העולם השנייה, אולם בהדרגה נשלחו מרבית חייליה לחזית זו. ב-7 במאי 1943 הוא הועלה לדרגת גנרל-פולקובניק. ב-12 ביולי 1945 מונה רודיון מלינובסקי למפקד החזית, וקובליוב מונה לסגנו. במסגרת זו הוא השתתף במבצע סערת אוגוסט כנגד היפנים.