Когда началась Великая Отечественная война, Петрухин А.Т. был выпускником Минского танкового училища. 

22 июня, когда фашистская авиация начала бомбардировку Минска, Алексей Тимофеевич со своими товарищами, не о чем не подозревая, возвращался в казарму училища. Петрухин А.Т. воевал с самого начала войны до победы. Начинал с командира танка Т-34 133 танковой бригады и дослужился до командира роты танков Т-34 танкового батальона 11 гвардейской танковой бригады в 1943- 1944 гг , а также майора разведки полка 90 Гвардейского тяжелого танкового полка 11-й гвардейской тяжелой танковой бригады в 1945 году. 

За годы войны Петрухин А.Т. награжден: 3 орденами «Красная звезда» в 1943 и 1944 году, орденом «Отечественная война I степени», 2 орденами «Отечественная война II степени», медалями «За оборону Сталинграда», «За освобождение Варшавы», «За взятие Берлина» и другие. 

За четыре года войны Петрухин А.Т. был четыре раза ранен: в июле 1941 года, в марте 1943 года, в январе и мае 1944 г. После каждого ранения он спешил возвратиться на фронт. Познал и пережил весь ужас войны, участвуя во вех ключевых сражениях и боях Великой Отечественной войны. 

Проследив географию его боевых побед, мы понимаем, что это чудо, что он остался жив. На своем верном друге танке Т-34 Петрухин А.Т. участвовал в следующих крупных военных операциях: 

Осенью 1941 года в оборонительных боях под Курском, в боях на Курско-Елецком направлении. 

С января до августа 1942 года в Барвенково- Лозовской наступательной операции, оборонительных операциях в большой излучине Дона. 

Осенью и зимой 1942 года в оборонительных сражениях под Сталинградом. 

В январе марте 1943 года в наступательной операции на Брянском направлении. Так в марте 1943 года в бою за с. Евдокимово Брянской области экипаж под командованием Петрухин А.Т. уничтожил пушки, подводы, пулеметы и солдат и офицеров противника. Его танк ворвался на окраину деревни и уничтожая огневые точки и живую силу противника, прочищал путь пехоте и освобождал населенный пункт, за что был награжден орденом «Красная звезда». 

Летом 1943 года в оборонительном сражении под Курском. В 1944 году в Корсунь-Шевченской и в Люблин-Брестской наступательных операциях. В боях за деревню Очеретня Винницкой области, в боях за румынский Тыргу Фрумос Петрухин А.Т. умело командовал взводом танков и уничтожил танки, минометы, пушки, пулеметы и 356 солдат и офицеров противника, за что был награжден орденом «Красная звезда». 

В 1945 году в Варшавско-Познанской и Берлинской наступательных операциях. 

О героических победах роты танков Т-34 танкового батальона 11 гвардейской танковой бригады, командиром которой являлся Петрухин Алексей Тимофеевич была написана статья в журнале «Огонек» 20 мая 1943 г.