Под Сталинградом уже в конце лета 1942 года сложилась очень тяжелая обстановка. 23 августа 6-я армия фон Паулюса вышла к Волге и получила возможность держать весь Сталинград под своим огнем. 12 октября немецкие войска начинают штурм Сталинграда. В городе развернулись ожесточенные бои, но немцам так и не удалось взять Сталинград.
Генерал-майор Хрущев принимал участие в разработке плана контрнаступления советских войск под Сталинградом и окружения армии Паулюса.
Вскоре Хрущев столкнулся с одним из крупнейших немецких полководцев второй мировой войны фон Манштейном, которому была поставлена задача деблокирования Сталинградского котла. Хрущев вспоминал: «На участке в направлении Котельниковского действовала 51-я армия, кавалерийский корпус Шапкина, механизированный корпус Вольского и другие соединения. Я несколько раз выезжал в эту группу войск, потому что там сложилась тяжелая обстановка. Мы знали по данным разведки, что немецкий генерал-фельдмаршал Манштейн командует группой войск, которая двигается на освобождение окруженной нами группировки. Он начал теснить нас. Его войска находились уже примерно в 50 километрах от переднего края Паулюса».
Манштейн наносил удар силами 4-й танковой армии Гота, которая начала свое наступление 12 декабря 1942 года. Сам Эрих фон Манштейн в своих знаменитых записках «Утерянные победы» пишет: «Гибкость управления нашими танковыми соединениями, превосходство наших танкистов проявились в эти дни самым блестящим образом, так же как и храбрость солдат механизированных войск… Этот бой показал также, что способна совершить старая испытанная танковая дивизия, когда ее перед боем полностью укомплектовывают танками и самоходными орудиями». Однако немецкий прорыв не удался. 19 декабря наступление танков Гота захлебнулось, и б-я армия была обречена.
В феврале 1943 года командующим Южным фронтом вместо Еременко, по предложению Хрущева, Ставка назначила генерала Малиновского. Войска шли на Ростов. Хрущев вспоминает, что были заняты станицы Багаевская и Манычская. Штаб фронта перенесли в хутор Веселый. 28-я армия генерала Герасименко заняла Сальск и Новочеркасск. Вскоре был освобожден и Ростов; в городе состоялся военный парад. Через некоторое время Хрущева отозвали в Ставку и назначили членом Военного Совета Воронежского фронта. Тогда же ему было присвоено воинское звание генерал-лейтенанта.
В это время уже началось освобождение Украины. 16 февраля 1943 года наши войска взяли Харьков. Именно в эти дни Хрущев и прибыл в статусе члена Военного Совета Воронежского фронта и секретаря ЦК КП(б) Украины. Командовал войсками фронта генерал армии Ф. Голиков, которого позднее сменил генерал армии Н. Ватутин. В результате немецкого контрнаступления Харьков вскоре пришлось оставить, но в конце августа 1943 года он был вторично и уже окончательно освобожден.
Активное участие Хрущев как член Военного Совета принимал в сражениях, на Курской дуге. Вскоре после этого началось освобождение Украины. Воронежский фронт был преобразован в 1-й Украинский.
В августе 1943 года Хрущев, посещая 4-ю Гвардейскую армию, познакомился с начальником ее политотдела полковником Д. Шепиловым, который произвел на него хорошее впечатление. «Он умный человек», — так отозвался о нем в своих мемуарах Никита Сергеевич. Сам Шепилов позднее вспоминал, что Хрущев долго и подробно разъяснял ему и командарму прописные истины: что солдата нужно хорошо кормить и не допускать перебоев в питании, мытье, и т. д. Все это начальнику политотдела армии было хорошо известно, но ему понравилось, что член Верховного фронта так глубоко вникает во все мелочи армейской жизни.
А вот мнение о Хрущеве маршала А. Василевского: «Хрущев был человеком энергичным, смелым, постоянно был в войсках, никогда не засиживался в штабах и на командных пунктах, стремился видеться и разговаривать с людьми, и, надо сказать, люди его любили».
В сентябре советские войска форсировали Днепр, а 6 ноября 1943 года части именно 1-го Украинского фронта взяли Киев. Хрущев в числе первых вступил в освобожденный город. 8 ноября Хрущев как первый секретарь ЦК КП(б) Украины направил Сталину письмо «О положении в Киеве», где говорилось о том, что вследствие больших разрушений и угона жителей Киев производит впечатление умершего города.
Перед началом штурма Киева Хрущев поручил командирам наступающих частей подготовить специальные группы для того, чтобы после вступления в город обезвредить мины, заложенные немцами под общественные здания: ЦК партии, штаб КОВО, Совнарком, Академию наук. Такие группы были созданы и сработали успешно — многие здания удалось сохранить.
Позднее Хрущев вспоминал: «Мы ликовали, торжествуя свою победу, освободив родной Киев. Наши войска продолжали наступать, а я с коллегами срочно занялся налаживанием производства и воссозданием на местах государственных и партийных органов, чтобы начать заново всю работу. Прежде всего надо было организовать хлебозаготовки. В хлебе нуждалась вся страна, народ просто голодал. Требовалось сделать максимум, чтобы получить побольше зерна. В 1943 году на Украине был очень хороший урожай. Прошла снежная зима, выпали нормальные летние осадки, поэтому и урожай был хорошим. Следовало срочно организовать заготовку хлеба, чтобы оказать стране посильную помощь». И хотя-для Никиты Сергеевича война во многом как бы закончилась, потому что ему пришлось переключиться на мирное строительство, восстановление ставшей для него родной Украины, он все-таки оставался членом Военного Совета 1-го Украинского фронта и продолжал бывать в зоне боевых действий.
Какую роль в политической судьбе Хрущева сыграла война? Его английский биограф пишет:. «Затем пришла война. Одетый теперь в военную форму Хрущев, став политическим советником некоторых из наиболее способных генералов, впервые попал в мир, далекий от замкнутого кремлевского круга. Он оказался на стороне солдат против своих собратьев — партийных головорезов. Он непосредственно ощутил горькую ненависть к режиму, к тому режиму, с которым был связан и он сам; эту ненависть продемонстрировал простой народ Украины в самом начале войны. Наконец, Хрущев своими же глазами узрел страшные страдания, которые вынужден был испытывать народ, а также увидел, как этот народ, невзирая на свои страдания, встал против немцев, на которых сначала смотрел как на освободителей, и начал бороться с ними не на жизнь, а на смерть, возведя в полубоги Сталина, недостойного его доверия. Не было такого партийного вождя, за исключением А. А. Кузнецова, прошедшего осаду Ленинграда и вскоре после этого расстрелянного Сталиным, который столь же долго, как и Хрущев, на себе испытывал и столь же ясно представлял по своему опыту подлинную жизнь в Советском Союзе при Сталине. Я полагаю, что это и изменило Хрущева».