С целью освобождения Крыма в конце 1941 года советским командованием была спланирована Керченско-Феодосийская десантная операция. Непосредственная подготовка ее была поручена Закавказскому округу. Необычность её замысла состояла в том, чтобы главные силы десанта планировалось высадить непосредственно в порту Феодосии с боевых кораблей. К сожалению, операция, которая проводилась в период с 25 декабря 1941 года по 2 января 1942 года, поставленных целей не достигла.
После образования в конце января 1942 года Крымского фронта И.Ф. Толбухин был назначен начальником штаба этого фронта. В управлении его войсками создалось двоевластие: командованию фронта во главе с генералом Д.Т. Козловым противостояли представитель Ставки ВГК армейский комиссар 1 ранга Л.С. Мехлис и его импровизированный штаб во главе с генералом П.П. Вечным. В этой обстановке не представлялось возможным подготовить на должном уровне наступательную операцию. В результате войска Крымского фронта не смогли выполнить задачу – пробиться к Севастополю.
В связи с неудачами в Крыму И.Ф. Толбухин 10 марта 1942 года был освобожден от должности начальника штаба Крымского фронта и отозван в Москву. Там он был назначен на должность заместителя командующего Сталинградским военным округом, а в конце июля стал командующим 57-й армией только что созданного Сталинградского фронта. Эта армия, взаимодействуя с 64-й армией, остановила продвижение противника на Сталинград в районе Абганерово, Плодовитое и Тингута.
Но противник не отказался от своих планов. Возобновив наступление и не сумев сломить сопротивление войск 64-й армии, 4-я танковая армия генерала Г. Гота 20 августа обрушилась главными силами на соединения 57-й армии. В ходе того семидневного оборонительного сражения ярко проявился полководческий талант Федора Ивановича. Своевременно раскрывая замыслы немецкого командования, он умело маневрировал резервами, вовремя выдвигая их на направления главных ударов противника. В результате танкам Гота так и не удалось прорваться на высокий берег Волги у Красноармейска.
В этих и последующих боях Толбухин поражал подчиненных командиров и штабных офицеров своей организованностью, спокойствием, выверенностью принимаемых решений, высокой штабной культурой. Он всегда стремился нанести по противнику внезапный удар, как это было 29 сентября при захвате ночью дефиле между озерами Сарпа, Цаца и Барманцак.
В развернувшемся 19 ноября контрнаступлении 57-я армия сыграла решающую роль. Прорвав оборону противника, она 23 ноября соединилась в районе хутора Советский с войсками Юго-Западного фронта, завершив окружение крупной группировки противника. Впоследствии армия принимала активное участие в ликвидации 6-й немецкой армии Ф. Паулюса. Полководческая деятельность Толбухина в Сталинградской битве была отмечена орденом Суворова I степени и присвоением очередного воинского звания генерал-лейтенанта.
После окончания Сталинградской битвы, в марте 1943 года, Толбухин назначается командующим войсками Южного фронта, а 28 апреля ему присваивается звание генерал-полковника. Но первая операция в новой должности оказалась неудачной. Отвлекая и сковывая вражеские силы от района Курска, Южный фронт с 17 июля по 2 августа пытался прорвать оборону противника на реке Миус, но не смог это сделать. Урок не прошел бесследно. Через полмесяца войска Толбухина сокрушили вражескую оборону на этой реке, во многом предопределив успех Донбасской стратегической наступательной операции, продолжавшейся с 13 августа по 22 сентября 1943 года. За успешные действия войск Федор Иванович был произведен в генералы армии. Так всего за девять месяцев Толбухин получил три генеральских звания…
Затем последовал ряд других успешных наступательных операций. В результате Мелитопольской наступательной операции (26 сентября – 5 ноября 1943 года) Южный (с 20 октября 4-й Украинский) фронт блокировал противника в Крыму и вышел к Днепру в его нижнем течении. В ходе Крымской операции (8 апреля – 12 мая 1944 года) войска под командованием Толбухина, прорвав оборону 11-й немецкой армии на крымских перешейках, устремились к Севастополю и 9 мая освободили город. Через три дня на мысе Херсонес были разгромлены остатки вражеских войск.
После окончания Крымской операции Федор Иванович был назначен командующим войсками 3-го Украинского фронта. С этого времени начинается новый этап полководческой деятельности Толбухина, связанный с освободительной миссией Красной Армии в странах Юго-Восточной Европы.
Окружив и уничтожив совместно со 2-м Украинским фронтом в ходе Ясско-Кишиневской операции в период с 20 по 29 августа 1944 года группу армий «Южная Украина», советские войска получили возможность освободить Румынию и Болгарию. За искусное проведение этой операции указом Президиума Верховного Совета СССР от 12 сентября 1944 года Ф.И. Толбухину было присвоено звание Маршала Советского Союза.
