На фронт ушел добровольцем в 1942 году. В действующей армии с весны 1943 года. Был шофером, артразведчиком, связистом и всегда - простым солдатом. Закончил войну в звании рядового. Награжден орденом Красной Звезды, медалями: "За отвагу", "За освобождение Варшавы", "За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.".

Военная проза писателя - тяжелая, жесткая, «окопная». Астафьев писал свои произведения о войне с точки зрения рядового солдата. В его книгах - трактовка трагических событий, его позиция в освещении виденного и пережитого.
«Звездопад» (1960) - повесть о первой любви на войне, в которой нет рассказов о боях и героических подвигах. Главный герой, 19-летний солдат Михаил Ерофеев, попадает в тыловой госпиталь в разгар Великой Отечественной войны и влюбляется в медсестру Лиду. Однако мать девушки считает, что война их разлучит, и у их любви нет будущего. Оказавшись на пересылке, солдат признаёт правоту женщины и расстаётся с любимой.

«Где-то гремит война» - повесть, написанная в 1966 году и входящая в цикл «Последний поклон». Впервые полностью была опубликована в журнале «Молодая гвардия» в 1967 году. События происходят в военную зиму 1941 года. Главный герой, семнадцатилетний юноша Витя Потылицын письмо от тётки, в котором ему сообщается, что её муж погиб на фронте, а семье теперь очень трудно. Она просит Витьку приехать и помочь ей по хозяйству, а также присмотреть за детьми. Оставив своих друзей и учёбу, Витька отправляется в родное село. По мотивам повести в 1986 году был снят одноимённый художественный фильм в трёх сериях режиссёром Артуром Войтецким.

Повесть «Пастух и пастушка» (1967) - это грустная история о войне и чувствах. Это дань памяти тем, кто не смог вернуться. Астафьев описал все тяготы войны: жестокость, грязь, поломанные судьбы.

«Прокляты и убиты» (1990 - е годы)- одно из самых драматичных, трагических и правдивых произведений о солдатах Великой Отечественной войны. Роман состоит из двух книг, которые связаны между собой. В произведении описана Великая Отечественная война и предшествующие ей исторические события в СССР, процесс подготовки пополнений, быт солдат и офицеров, их взаимоотношения между собой и командирами, боевые действия. Книга написана в том числе на основе личных впечатлений писателя-фронтовика. Автор показал ужасающую сущность войны, изнанку боевых будней.

Повесть «Весёлый солдат» написана в 1998 году, это своего рода художественный итог свидетельских показаний о войне. В ней показана тяжёлая жизнь главного героя — солдата Сергея и его окружения.