Возможно, окончил Сталинградское военное авиационное училище им.Сталинградского Краснознаменного пролетариата.

В июне 1943г. в составе 3-й авиаэскадрильи 98 отдельного гвардейского авиаполка дальних разведчиков. Командир полка гвардии подполковник Артемьев Борис Павлович.

На вооружении эскадрильи стояли американские самолеты «Аэрокобра». Командир эскадрильи Герой Советского Союза гвардии майор Конкин Михаил Парфентьевич.

В период с 01 января по 01 июля 1943г. Захар Иванович совершил 17 боевых вылетов на разведку, из которых 13 успешные, еще в 2 вылетах задание было выполнено частично.

02 июля ведомым в паре с заместителем командира эскадрильи гвардии капитаном Сачковым Виктором Петровичем, выполнил разведку в районе Севск- Глухов- Рыльск.

03 июля совершил 3 вылета: первые два ведомым в паре со старшим лейтенантом Лисицыным Дмитрием Федоровичем. С первого вылета пара вернулся из-за плохих погодных условий. Третий вылет ведомым в паре со старшим лейтенантом Некрасовым Александром Ивановичем.

04 июля звено Некрасов, Лисицын, Поволокин вылетело в район Маслово- Махеево- Слобода. Из-за отказа вооружения и прострела винта капитан Поволокин вернулся после 20мин. полета.

05 июля пара Лисицын, Поволокин вылетела на фотографирование станции Орел. Через 13мин. в районе Воронец были встречены 6 истребителями ФВ-190 (Фоккевульф). В воздушном бою разведчики подбили 2 истребителя, после чего, крутым пикированием вышли из боя и вернулись на свой аэродром.

11 июля капитан Поволокин ведущим в паре с капитаном Гавриловым Николаем Павловичем выполнил разведку в районах Малоархангельск- Покровское- Становой Колодезь- Поныри. В районе Глазуновка и Змиевка пара была обстреляна зенитным огнем. Южнее Змиевки были атакованы пятеркой ФВ-190, от которых ушли в облачность. Юго-восточнее Глазуновки атакованы парой ФВ-190- ушли в облака.

20 июля пара Поволокин- Гаврилов после выполнения задания южнее Бельдяжки была атакована 4 истребителями Ме-109 (Мессершмитт) и парой ФВ-190. Разведчики ушли в облачность.

23 июля пара Лисицын- Поволокин, выполнив разведку в районах Тросна- Кромы- Гнездилово, в районе Большая и Малая Драгуновская вели бой с четверкой Ме-109. Захар Иванович сбил один истребитель.

24 июля пара Лисицын- Поволокин в воздушном бою подожгла истребитель Ме-110, который упал в районе Нестерово. Второй истребитель был подбит и ушел с дымящимся мотором.

К 09 августа 1943г. гвардии капитан Поволокин совершил 45 успешных боевых вылетов. Приказом от 25 сентября 1943г. награжден орденом Красного Знамени.

Представлялся к ордену Красного Знамени во второй раз, но был исключен из приказа от 15 октября 1943г.

К 21 декабря 1943г. Захар Иванович совершил 71 успешный боевой вылет. Был представлен к ордену Ленина. Награжден Указом Президиума ВС СССР от 02 августа 1944г.

В 1944г. Захар Иванович был назначен штурманом эскадрильи.

21 марта 1944г. с аэродрома Тирановка пара: гвардии капитан Поволокин Захар Иванович, младший лейтенант Неминущий Федор Николаевич, вылетев в 12-40 на выполнение боевого задания, в 13-00 возвратилась из-за снегопада на маршруте.

28 марта четверка самолетов (ведущий- гвардии капитан Поволокин, ведомые- гвардии старший лейтенант Юркин Николай Иванович, старший лейтенант Завина Алексей Моисеевич, младший лейтенант Неминущий) выполнила разведку в районе Брзежаны- Золочев- Белый Камень- Подкамень.

31 марта четверка- Поволокин, младший лейтенант  Гущин Юрий Васильевич, Неминущий, младший лейтенант Мартынов Евгений Васильевич выполнила разведку районов Тарнаполь- Бережаны.

09 апреля 1944г. гвардии майор Конкин, выполнив очередной боевой вылет, передал командование эскадрильей гвардии капитану Сачкову Виктору Петровичу.

13 апреля пара Поалокин- Неминущий, вылетев с аэродрома Ровно, выполнила два вылета на разведку. В первом вылете попали под зенитный огонь, во втором- с боем ушли от преследовавших истребителей противника.

14 апреля пара задние выполнила частично из-за ухудшения метеоусловий.

15 апреля в районе Золочев пара была атакована двумя истребителями ФВ-190 (Фокке-Вульф), еще 4 истребителя шли в стороне. Ушли от преследователей в облачность.

16 апреля пара Поалокин- Неминущий в районе Красне была обстреляна зенитной артиллерией, в районе Дунаюв атакована парой истребителей ФВ-190, шедших на встречном курсе. Задание по разведке пара выполнила.

18 апреля пара: гвардии капитан Поволокин, младший лейтенант Гораев Федор Степанович, выполнила разведку районов Броды, Красне, Каменка, Радзехув.

19 апреля пара Поволокин, Гораев, вылетев с аэродрома Соловье, выполнила разведку районов Броды, Золочев, Красне.

Следующий успешные боевые вылеты пара совершила 23, 24, 27 апреля.

28 апреля при выполнении задания пара в районе Владимир-Волынский была атакована звеном истребителей Ме-109 (Мессершмитт), от которых ушла в облачность. Задание выполнила частично.

30 апреля пара выполнила разведку районов Красне, Золочев, Езерна. 

Успешные боевые вылеты пары Поволокин, Гораев в мае: 01, 05 (в первом вылете дважды были атакованы немецкими истребителями, оба раза уходили в сторону солнца; второй вылет прошел без происшествий), 10, 11, 12, 13 (в первом вылете были атакованы истребителями противника, от которых ушли с набором высоты в сторону солнца; вторым вылетом вели разведку погоды, из-а ухудшения метеоусловий вернулись, задание выполнили частично).

11 мая пара Мартынов, Поволокин, вылетев на разведку погоды, возвратилась через 40мин из-за ухудшения метеоусловий. Задание выполнила частично. 

15 мая, пара Поволокин, Гораев выполнила разведку районов Поморжаны, Подгайцы.

Следующий успешные боевые вылеты пара совершила 16, 17, 18, 19 мая.

К 22 мая 1944г. совершил 90 успешных боевых вылетов на разведку. Приказом от 10 июня 1944г. был награжден вторым орденом Красного Знамени.

24 мая пара Поволокин, Гораев выполнила разведку районов Стоянув, Каменка, Броды.

25 мая- районов Владимир-Волынский, Кристинополь, Радехов.

28 мая- за два вылета выполнила площадное фотографирование участка Броды- Колтув. Третьим вылетом произвела разведку в том же районе.

29 мая- разведку районов Владимир-Волынский, Грубешов. Соколь.

30 мая, пара Поволокин, Гораев выполнила разведку районов Всульки, Буск. Следующим вылетом- в районах Торчин, Радзехув.

31 мая- районов Стоянув, Красне, Золочев, Броды.

Следующий успешные боевые вылеты пара совершила 01, 02 и 05 (2 вылета), 06 июня.

10 июня пара Поволокин, Гораев выполнила разведку районов Владимир-Волынский, Кристинополь, Красне. Дважды были обстреляны зенитным огнем.

11 июня- районов Стоянув, Добродвур. Топорув.

13 июня, пара Поволокин, Гораев выполнила разведку районов Стоянув, Каменка, Золочев.

14 июня- в районах Владимир-Волынский, Грубешув, Кристинополь, Стоянув.

17 июня- в районах Радехов, Красне, Золочев. Следующим вылетом- в районах Владимир-Волынский, Грубешув, Кристинополь, Стоянув.

18 июня- в районах Владимир-Волынский, Кристинополь, Соколь. Стоянув.

21 июня пара Поволокин, Гораев выполнила разведку районов Владимир-Волынский, Соколь, Кристинополь, Стоянув. Была обстреляна малокалиберной зенитной артиллерией. В районе Торчин атакована парой истребителей Ме-109, от которых ушла в дождь.

24 июня- в районах Владимир-Волынский, Кристинополь, Каменка. Стоянув. Следующим вылетом- Стоянув, Каменка, Владимир-Волынский.

26 июня- в районах Стоянув, Красне, Золочев.

30 июня- Владимир-Волынский. Добродвур, Радехов.

01 июля 1944г. пара Поволокин, Гораев в 13-57 с аэродрома Соловье вылетела в район Золочев. В районе Тарнаполя встретили грозовой фронт. Гвардии капитан Поволокин с задания не вернулся (причину установить не удалось). Погиб в районе Ходосков Велька (возможно, с.Великий Ходасков) под Тарнополем (Тернополем).

Похоронен в братской могиле на сельском кладбище с.Скоморохи Житомирского р-на Житомирской обл.