W marcu 1943 wraz z dywizją trafił na Front Woroneski.
Pierwszy lot bojowy odbył 26 marca 1943, lecz bez sukcesów, a co więcej, jego myśliwiec Ła-5 (nr 75) został uszkodzony w walce, zdołał jednak wylądować. Następnie jego jednostka latała w składzie 5 Armii Powietrznej Frontu Stepowego. Pierwsze zwycięstwo Kożedub, już w stopniu podporucznika, uzyskał 6 lipca 1943 podczas bitwy pod Kurskiem, zestrzeliwując bombowiec Ju 87, następnego dnia drugi, a 9 lipca dwa myśliwce Bf 109. W sierpniu został dowódcą eskadry w 240. IAP.
4 lutego 1944 uzyskał tytuł Bohatera Związku Radzieckiego, z Orderem Lenina i Złotą Gwiazdą, za 146 lotów bojowych i 20 zestrzelonych samolotów. W maju 1944 latał w stopniu kapitana na Ła-5FN (nr 14), będącym darem kołchoźnika W. Koniewa.
W lipcu Kożedub został zastępcą dowódcy 176 Gwardyjskiego pułku myśliwskiego (176 GIAP) 302 Dywizji, przezbrojonego na nowe myśliwce Ła-7 i latającego w składzie 16 Armii Powietrznej 1 Frontu Białoruskiego. Kożedub latał na samolocie o numerze 27. 19 sierpnia 1944 uzyskał drugą Złotą Gwiazdę za 256 lotów bojowych i 48 zestrzelonych samolotów.