Когда к аэродрому полка неожиданно прорвались фашистские танки, на нем оставалось всего пять авиационных специалистов и беззащитный По-2. Критическая обстановка не застала врасплох советского летчика. Он решил во что бы то ни стало вывезти своих людей на самолете и спасти их. Но как поместить пять человек в такой маленькой машине? Выход все же был найден: два техника поместились во вторую кабину, два других сели на плоскости, а пятый устроился… на оси шасси.
Через несколько минут самолет под самым носом гитлеровцев взмыл вверх. Удивлению авиаторов на соседнем аэродроме не было конца, когда Тимофеенко посадил там свою машину с необычным экипажем.
Тяжелые бои под Харьковом проходили и весной 1942 года. В то время Тимофеенко был уже в составе 92-го истребительного авиационного полка и летал на И-153. Здесь его ранило вторично, но он снова остался в боевом строю. Затем его перевели в полк советских асов.
Удивительной силой обладал коллектив 9-го гвардейского. Его славные боевые традиции, сплоченность, преданность делу и самоотверженность при выполнении заданий заразительно действовали на вновь прибывших.
За короткий период боевых действий Тимофеенко произвел более десятка вылетов и учас1вовал в нескольких воздушных схватках. «Смелый летчик-истребитель, - писал командир эскадрильи капитан Алелюхин. - с развитым чувством товарищеской взаимопомощи. Летать любит. В полете вынослив».
Чтобы получить такой отзыв от прославленного аса, надо было добиться многого.
22 июня сорок третьего года в ожесточенном бою в районе Самбек Тимофеенко сбил один «мессершмитт». 26 июня в бою с четверкой Ю-88 в районе Политотдельской летчики, ведомые Алелюхиным, сбили три «юнкерса», один из которых был уничтожен Тимофеенко.
Большой успех выпал на долю эскадрильи Алелюхина в период июньского наступления советских войск на Южном фронте.
Действуя в составе первой авиационной эскадрильи под командованием Алелюхина, летчики которой произвели и общей сложности 221 вылет и сбили 28 самолетов противника, старший летчик гвардии лейтенант Тимофеенко сбил четыре самолета, столько же, сколько сбили уже бывалые асы Карасев и Головачев.
Во время освобождения Донбасса и юга Украины особенно напряженные бои происходили на Мелитопольском рубеже. Противник, стараясь во что бы то ни стало удержаться, концентрировал здесь не только наземные войска, но и авиацию. В небе было жарко от постоянных ожесточенных схваток, в которых участвовали и летчики 9-го гвардейского авиаполка.
В этих боях гвардейцы сбили 25 самолетов противника, два из которых были записаны на счет лейтенанта Тимофеенко.
13 октября И. В. Тимофеенко был удостоен ордена Отечественной войны 1-й степени. А через несколько, дней его назначили командиром звена. И первым его экзаменом в этой должности было участие в прикрытии наших войск, прорывавших оборону противника и выходивших на левый берег Днепра в его нижнем течении,
5 ноября четыре самолета «аэрокобра» - ведущий капитан Алелюхин, лейтенант Галета, ведущий пары лейтенант Тимофеенко и младший лейтенант Белокудренко, - вылетев на прикрытие наземных войск в районе Армянск-Перекоп, обнаружили восемь «юнкерсов» под прикрытием четырех «мессершмиттов». По приказу Алелюхина «Паре Тимофеенко атаковать второй 10-87, заходящий на цель», - Белокудренко, зайдя сверху и сзади, с дистанции 150 метров сбил один Ю-87, который упал западнее Будановки. В это же время Тимофеенко был атакован двумя Мс-109. Однако их атака была неудачной, и они ушли и облачность. Тнмофсснко стал ждать, когда враг появится вновь. И спустя некоторое время, когда один из «мессеров» вынырнул из облаков, он внезапно атаковал его и с короткой дистанции сбил истребитель.
Прошел всего год с того времени, как стал боевым летчиком-истребителем и начал летать в 9-м полку гвардии лейтенант Тимофеенко, а на его счету было уже 334 боевых вылета. Он провел 74 воздушных боя и к концу 1943 года лично сбил 14 и в группе с товарищами -6 самолетов разных типов, встав в ряд лучших воздушных бойцов части.
28 декабря И. В. Тимофеенко было присвоено звание старшего лейтенанта. В новом звании командир звена вступил в бои на подступах к Одессе и Крыму и здесь отличился новыми победами над врагом, проявив себя искусным воздушным охотником.
Так, 23 января 1944 года группа Алелюхнна, вылетев на свободную охоту в район Родимской, встретила «фокке-вульф», который корректировал огонь своей артиллерии. Получив приказание от ведущего группы уничтожить противника, Тимофеенко пошел в атаку и со второй очереди сбил его.
Став командиром звена, Тимофеенко много внимания уделял подготовке и воспитанию личного состава подразделения, передавал свой опыт борьбы с самолетами противника. В сражении за Крым уже в первых боях он сбил один Ю-87 и два ФВ-190, уничтожил паровоз на станции Тагал. Удачными были его полеты на свободную охоту, по тылам противника.
Свидетельством возросшей военной выучки и боевого мастерства Тимофеенко, как ведущего группы, умеющего в трудной обстановке принять правильное решение, был воздушный бой 25 февраля. Два самолета «аэрокобра» (ведущий - Тимофеенко и летчик - лейтенант Белокудренко) вылетели на прикрытие переправ через Сиваш. Через 25 минут на высоте 1500 метров они встретили две группы «юнкерсов» общей численностью до пятнадцати самолетов. Тимофеенко внезапной атакой сверху на шестерку бомбардировщиков заставил их бесприцельно сбросить свой смертоносный груз. Вторая группа из девяти «юнкерсов» также была атакована парой Тимофеенко. В итоге в короткой схватке с врагом Тимофеенко и Белокудренко сбили по одному Ю-87 и возвратились на аэродром невредимыми.
Как отмечал потом на разборе командир полка, успех был предопределен тем, что Тимофеенко своевременным решением нанести внезапный удар взял инициативу боя на себя и сумел произвести расчетливую атаку.,
В том и в других боях в Крыму у Тимофеенко все больше проявлялись не только качества отличного воздушного бойца, но и растущие способности командира-организатора, тщательно готовившего летчиков к бою на земле и умело руководившего ими в воздухе.
30 сентября 1944 года ему было присвоено очередное звание - капитан. Одним из первых и с отличными результатами он закончил переучивание на Ла-7 и 2 октября его назначили командиром первой авиационной эскадрильи 9-го ИАП.
Командуя эскадрильей, Тимофеенко руководил боевыми действиями своих летчиков в Советской Прибалтике и в Восточной Пруссии. С ноября 1944 года по март 1945 года его подразделение неизменно занимало первое место в полку по боевой работе, а сам он был в числе наиболее результативных воздушных бойцов. За этот период он уничтожил четыре самолета противника.
18 января сорок пятого года четыре Ла-7, ведущим был капитан Тимофеенко, вылетели на прикрытие наземных войск в район Буденингкемен - Бракупенен. Во время патрулирования на высоте 3500 метров они обнаружили две группы вражеских штурмовиков. Около 40 самолетов следовали под прикрытием шести ФВ-190 и четырех Me-109.
Приняв решение вступить в бой с противником и не позволить ему прицельно бомбить наши войска, Тимофеенко со своим ведомым Белокудренко связал боем шесть «фоккеров» и атакой сверху и сзади с дистанции 150 метров сбил один ФВ-190. Остальные пять «фоккеров», выйдя из боя и бросив штурмовиков, стали уходить на запад. Видя это, Тимофеенко приказал лейтенанту Байкову прикрыть его и ринулся в атаку на один из ФВ-190. С короткой дистанции он сумел сбить его. А затем благополучно привел свою четверку на аэродром. Противник же потерял и общей сложности пять самолетов.