真正让弗拉索夫扬名的苏联卫国战争，但在德国入侵苏联前，弗拉索夫已一路升迁成为第四机械化军长。1941年7月，弗拉索夫又任新组建第37集团军司令员，他在乌克兰基辅参加防御战，在此期间履立奇功。
1941年9月16日，苏联防御失败，弗拉索夫率军逃出德国的包围圈，采取步行返回苏联阵地。斯大林得知情况后，迅速下令让飞机把弗拉索夫接到莫斯科，并授予他两枚勋章，还让他担任莫斯科第20集团 军的司令。可见弗拉索夫在斯大林心中的地位。
1941年11月，德军第3、4装甲集群从北面突破苏军防线，为进攻莫斯科取得了有力地形。此时莫斯科已经暴露在德军的装甲部队的威胁中。弗拉索夫亲自带第7、8近卫步兵师以强行军方式迅速堵住了德军的进攻方向，是最先到达的一支部队。在随后的战斗中，弗拉索夫在库兹涅佐夫第1突击集团军的支援下，弗拉索夫发起反攻，把德军阻挡在莫斯科运河一线。
