Призван на военную службу 15.08.1942 года. Направлен в 18 запасную стрелковую дивизию 23 запасного стрелкового полка, которая сформирована и дислоцировалась в г.Ижевске. Начал боевой путь в 174 Отдельном истребительно- противотанковом дивизионе им.Комсомола Удмуртии наводчиком 45 мм орудия, который с 04.03.1942 года входил в состав 172 стрелковую дивизию 15 стрелкового корпуса. 12.09.1942 года принял присягу. Первый бой в составе дивизиона принял  16 декабря 1942 года в районе деревни Гороховка Воронежской области. Артдивизион оказывал поддержку частям Красной Армии в ходе контрнаступления и окружения немецко-фашистских  войск под Сталинградом и отбивался от попыток прорыва кольца из вне войсками Манштейна .В тот день артдивизион понес значительные потери. В декабре 1942 года после гибели командира орудия под Гороховкой заменил его на должности. В марте 1943 года в боях под с.Тарановка Харьковской области, находясь в составе дивизии,  орудийным расчетом прикрывал отход основных сил, в т.ч и штаба дивизии, от наступления танко. В данных оборонительных боях  получил осколочное ранение левой руки. Направлен в госпиталь. После излечения в апреле 1943 года в должности командира 45 мм орудия направлен командиром орудия в 58 гвардейскую дивизию 57 армии, приданной 3-му танковому корпусу  За отличные боевые действия в составе 58 гвардейской дивизии 57 армии приказом Верховного главнокомандующего И.В.Сталина от 23.08.1943 года Холкину А.Ф. объявлена благодарность. В дальнейшем, продолжая находится в составе 58 гвардейской дивизии, участвовал в боях по освобождению Украины и Молдавии. В июле 1944 года, в связи с тяжелым заболеванием, госпитализирован. Находился на излечении до февраля 1945 года. Комиссован по болезни.

Награжден "Медалью за победу над Германией", Орденом "Отечественной войны 2 степени".