Po ataku Niemiec na ZSRR wraz z brygadą walczył na Froncie Południowo-Zachodnim, biorąc udział m.in. w walkach nad rzeką Sejm na północ od Konotopu i w bitwie o Kijów, 29 września 1941 został ciężko ranny. Po wyleczeniu został mianowany dowódcą nowo sformowanego 1 Korpusu Powietrznodesantowego w Nadwołżańskim Okręgu Wojskowym, z którym wiosną 1942 walczył na Froncie Leningradzkim, później od lata 1942 na Froncie Stalingradzkim, biorąc udział w bitwie pod Stalingradem. 21 stycznia 1942 otrzymał stopień generała majora. Zimą 1943 wraz z korpusem brał udział w operacji kurskiej. W czerwcu 1943 wyznaczono go dowódcą 35 Korpusu Piechoty 63 Armii Frontu Briańskiego, z którym latem 1943 brał udział w bitwie kurskiej, później w operacji briańskiej, homelsko-rzeczyckiej i rohaczowsko-żłobińskiej, a latem 1944 w białoruskiej. Brał udział w forsowaniu rzek: Druć, Olsa i Berezyna i zajmowaniu miast: Kliczew, Berezyna i Świsłocz. 21 lipca 1944 na wschód od Wołkowyska wraz z dowódcą 3 Armii Aleksandrem Gorbatowem dostał się pod ogień niemieckiej artylerii i zginął (gen. Gorbatow cudem przeżył). Według polskich źródeł gen. Żołudiew poległ pod Krynkami. Został pochowany w Wołkowysku.