1941-1945 рр ..
Як професіонал своєї справи і патріот до глибини душі, Валентина не залишилася осторонь і захищала Батьківщину від фашистських загарбників. Їй було доручено командувати 101-м авіаційним полком. Примітно, що Марина Раскова отримала в командування жіноче відділення, а Гризодубової у підпорядкування дали чоловіків. Це наочно демонструє ставлення влади до цієї героїчної жінки і ілюструє її вольовий і рішучий характер. Раскова пізніше героїчно лягла в бою.
Валентина здійснила більше двохсот бойових польотів. За голову полковника Гризодубової була призначена велика нагорода. Сама Валентина згадувала, що протягом всієї війни їй довелося неодноразово доводити свою спроможність як льотчика і як командира. До жінок в армії, а тим більше в командуванні ставилися зі зневагою. Підлеглі ж любили і поважали суворого, але справедливого полковника. Під час бойових дій її полк бомбив тили ворога, з зон, які потрапили під обстріл, їй вдалося вивезти понад 4000 дітей.
