Od stycznia do kwietnia 1942 dowodził 8 Gwardyjską Dywizją Strzelecką na Froncie Zachodnim i Północno-Zachodnim, od kwietnia do września 1942 dowodził 2 Gwardyjskim Korpusem Strzeleckim w składzie 3 Armii Uderzeniowej i Frontu Kalinińskiego, uczestniczył w walkach pod Chołmem, następnie objął dowództwo wojsk 1 Gwardyjskiej Armii walczącej nad Donem, a od października 1942 dowodził 21 Armią w składzie Frontu Dońskiego, brał udział w walkach m.in. w rejonie Kałacza nad Donem i bitwie pod Stalingradem, za co 18 stycznia 1943 otrzymał stopień generała porucznika; w kwietniu 1943 dowodzona przez niego 21 Armia została przemianowana na 6 Gwardyjską Armię za wyróżnienie się w walkach pod Stalingradem. W lutym-marcu 1943 Czistiakow wraz z armią wziął udział w bitwie o Charków, a w sierpniu 1943 wkroczył do ostatecznie zajętego przez Armię Czerwoną Charkowa; w październiku 1943 jego 6 Gwardyjska Armia została włączona w skład 2 Frontu Nadbałtyckiego. Latem 1944 armia Czistiakowa wyróżniła się w operacji białoruskiej, m.in. zajmując Połock 4 lipca, a następnie Szawle, Telsze i Kłajpedę, a w listopadzie 1944 blokując niemiecką armię „Północ” w Kurlandii.

Wiosną 1945 I. Czistiakow został dowódcą 25 Armii w składzie 1 Frontu Dalekowschodniego;