Формулу боя Покрышкина: "Высота скорость маневр - огонь", Иван записал в свой фронтовой блокнот.
В начале лета 1943 года Кожедубу было присвоено звание младшего лейтенанта, затем он был назначен на должность заместителя командира эскадрильи.
6 июля 1943 года на Курской дуге, во время сорокового боевого вылета, Кожедуб сбил свой первый немецкий самолёт это был бомбардировщик Юнкерс-87. Уже на следующий день он сбил второй самолет, а 9 июля - сразу 2 истребителя Bf-109.
Первое звание Героя Советского Союза Кожедубу (уже старшему лейтенанту) было присвоено 4 февраля 1944 года к этому моменту на его счету было за 146 боевых вылетов и 20 сбитых самолётов противника.
В мае 1944 года Иван Кожедуб пересел на Ла-5ФН (бортовой 14), построенный на средства колхозника-пчеловода Сталинградской области В. В. Конева. Машины этой серии демонстрировали подавляющее превосходство над немецкими Мессершмиттами по скорости на малых и средних высотах - основных высотах воздушных боев на Восточном фронте. Уже спустя несколько дней Кожедуб сбил на нём Юнкерс, а затем в течение 6 последующих дней - ещё 7 самолётов. В конце июня он передал свой Ла-5ФН К. А. Евстигнееву (впоследствии дважды Герой Советского Союза), а сам отправился на переподготовку на истребитель Ла-7- один из лучших серийных фронтовых истребителей конца Второй мировой войны.
В августе 1944 года, получив звание капитана, был назначен заместителем командира 176-го гвардейского полка на 1-м Белорусском фронте. Тогда же пересел на Ла-7.
19 августа 1944 года Кожедуб вторично получил звание Героя - за 256 боевых вылетов и 48 сбитых самолётов противника.
12 февраля 1945 года Кожедуб в паре лейтенантом В. А. Громаковским в ходе патрулирования обнаружил группу из 13-ти Фокке-Вульфов-190. Лётчики с ходу атаковали их и сбили 5 самолётов противника, из которых три на счету Кожедуба, а два - его ведомого.
Три дня спустя над Одером Кожедуб сбил первый в мире реактивный истребитель Me-262 унтер-офицера К. Лянге. Это одна из трёх известных побед советских лётчиков над немецкими реактивными самолётами.
К концу войны Иван Кожедуб, к тому времени - гвардии майор, совершил 330 боевых вылетов, участвовал в 120 воздушных боях и лично сбил 62 самолёта противника: 17 пикирующих бомбардировщиков Ju-87, по 2 бомбардировщика Ju-88 и He-111, 16 истребителей Bf-109 и 21 Fw-190, 3 штурмовика Hs-129 и 1 реактивный истребитель Me-262
Последний бой в Великую Отечественную, в котором он сбил сразу два FW-190, Кожедуб провёл 17 апреля 1945 года в небе над Берлином.
18 августа 1945 года гвардии майор Иван Кожедуб был удостоен третьей медали "Золотая Звезда".