Вместе с войсками Южного фронта батарея под давлением немецких и румынских войск отходила на восток, прикрывая мосты, железнодорожные станции. За два сбитых самолета при защите моста через Днепр у Херсона Котова представили к ордену «Красной звезды», однако, при отступлении штаб зенитного дивизиона попал под бомбовый удар и все документы были утеряны. Значительная часть войск Южного фронта попала в окружение западнее Днепра, но дивизиону удалось избежать этого. В январе 42 года Котова утвердили в должности комбата и присвоили звание лейтенанта.
В июне 42 года батарея защищала железнодорожный мост у города Белая Калитва. Удалось сбить немецкий штурмовик, но сам Котов был тяжело ранен в бедро. Почти три месяца провалялся в госпиталях. Зато, был награжден медалью «За боевые заслуги». В начале сентября снова прибыл в действующую армию и был назначен командиром батареи в зенитный дивизион стрелковой дивизии. Дивизия занимала оборону в Эльхотовских воротах — узкой долине меж отрогов горных хребтов. Именно через эту долину прорывались к грозненской нефти танковые дивизии группы армий «А» Вермахта.
Ожесточенное сражение в долине продолжалось три месяца. Фашисты не прошли. В кульминационный момент сражения батарея была вынуждена принять бой с фашистскими танками. В этом бою Котов снова был тяжело ранен. Его батарея сбила самолет и уничтожила шесть танков. На этот раз вторично заслуженный орден Красной звезды нашел Котова в госпитале. В строй он вернулся в марте 43 года. К этому времени немецкие войска были выбиты с Северного Кавказа, но, создали мощную оборону на Таманском полуострове. Всю весну и все лето Красная армия безуспешно штурмовала эту оборонительную линию.
Над Таманью развернулось крупнейшее воздушное сражение, в котором с каждой стороны принимало участие более тысячи самолетов. Зенитный дивизион почти полгода прикрывал Краснодар.
В это время Котов умудрился попасть в немилость у замполита дивизиона Макарского. Старый партработник на комсомольском собрании дивизиона завел старую довоенную «песню» о классовой солидарности с немецким пролетариатом, который вот — вот восстанет против Гитлера. Котов сдуру заявил, что упорство немецких солдат в оборонительных боях свидетельствует о полном отсутствии у немцев этой самой классовой солидарности. Комсомольцы дивизиона в завязавшейся дискуссии поддержали Котова. А замполит затаил злобу.
В сентябре немцы были выбиты с Таманского полуострова и эвакуировались в Крым. В 44 году дивизион участвовал в освобождении Крыма и Южной Украины. В 45 году действовал в Румынии и Болгарии.
Там Котов и закончил войну с медалью ЗБЗ и орденом Красной звезды. Все остальные представления на награды заблокировал злопамятный замполит. Дали лейтенанту только медали «За оборону Кавказа» и «За победу над Германией», которые давали всем участникам боевых действий без исключения. Правда, в 45 году Котову присвоили старшего лейтенанта. Этому Макарский воспрепятствовать не смог. Уж хоть какие-то приличия соблюдать нужно было и замполиту.
В 1944 году в батарею поступил Прибор управления зенитным огнем (ПУАЗО-2), представлявший собой электро-механический вычислитель упреждения при наведении зенитных орудий на цели. Котов сумел существенно улучшить алгоритм работы прибора, что было оценено командованием, направившим его сразу после Победы в Артиллерийскую Академию, где этот прибор и был разработан. Макарский, даже, поспособствовал направлению Котова в академию.Рад был избавиться от ершистого лейтенанта.
Академию Котов закончил в 50 году с Золотой медалью, первым в выпуске. Одновременно с обучением в Академии он посещал несколько специальных курсов на мехмате МГУ, которые вел крупнейший советский математик академик Колмогоров.
Затем в Артиллерийской Академии возглавил отдел электронно-вычислительных машин (ЭВМ), где на созданных под его руководством первых ламповых ЭВМ занимался расчетом траекторий баллистических ракет. По этой же теме в 52 году защитил кандидатскую диссертацию и преподавал в Академии курсы по ЭВМ и по программированию.