С началом Великой Отечественной войны муж Александры Ращупкиной был призван в ряды РККА и направлен на фронт. 27-летняя Александра неоднократно обращалась в военкомат с просьбой также отправить её на фронт. Но представителей военкомата не убедили её аргументы: ни то, что она успешно освоила трактор и способна без проблем также освоить боевую машину, ни то, что её муж — уже на фронте, и она не желает отсиживаться в тылу.

Тогда в 1942 году, коротко постригшись, в мужской одежде она снова пришла в военкомат и, воспользовавшись неразберихой с документами, записалась в число новобранцев под именем Александра Ращупкина.

Была направлена в Подмосковье на курсы шофёров, затем на двухмесячные курсы механиков-водителей танка под Сталинградом. Врач, проводивший медосмотр новобранцев, возмущённо заявил, что обязан доложить командованию, но Александра сумела его убедить, сказав, что обязана защищать Родину и всё равно прорвётся на фронт. Врач согласился не выдавать её: «Эх, ну и девка… Просто Жанна д'Арк!»

Когда до окончания учёбы оставалось уже три дня, территория школы внезапно оказалась в немецком тылу: немецкие войска стремительно продвигались к Сталинграду (по другим сведениям — школа подверглась авианалёту). Курсанты мелкими группами пробирались к своим. По воспоминаниям А. М. Ращупкиной, «днями идти не получалось, ночами частенько передвигались ползком. От формы остались одни лохмотья. Дошли одинаково живописными: одежда, сапоги, руки и даже лица были одного цвета — земляного.»

Через неделю направлена на фронт механиком-водителем танка Т-34. Воевала в составе 62-й армии (генерал В. И. Чуйков). В части её прозвали «Сашка-сорванец». По воспоминаниям А. М. Ращупкиной, «ради чего я так рвалась на передовую? Ради близких, конечно. Хоть и кричали на фронте „За Родину! За Сталина!“, но воевали все равно за родных, конкретных людей. Кто за маму, кто за сестру или брата».

Участвовала в боях за Сталинград, в освобождении Польши. В течение почти трёх лет ни экипаж танка, который водила А. М. Ращупкина, ни остальные однополчане не подозревали, что под именем Александра Ращупкина скрывается женщина. По воспоминаниям бывшего механика-водителя танка Т-34, «стриглась я как мужчина, фигура всегда была мальчишеской — бедра узкие, плечи широкие, груди почти нет. А раздеваться на фронте приходилось нечасто — разве что помыться. Но я старалась отдельно от всех вопросы гигиены решать, ссылаясь на стеснительность. Мужики ржали: „Ты, Сань, прям как девка!“ но особого внимания на эту мою прихоть не обращали». Мужские привычки Александра хорошо изучила ещё до войны, и оставалось только чуть снижать голос.

Тайна открылась только в феврале 1945 года, когда танкисты наступали по территории Польши. Танкисты ворвались в город Бунцлау (ныне Болеславец), где Т-34 Александры Ращупкиной попал в засаду немецких «Тигров», был подбит и загорелся. Механик-водитель А. М. Ращупкина была тяжело ранена в бедро и контужена. На выручку бросился механик-водитель Виктор Пожарский из соседнего танка, стал перевязывать. Он-то и распознал в «Сашке-сорванце» девушку.

Была направлена в госпиталь, где была на излечении два месяца. А в это время в полку разразился большой скандал. Когда дело дошло до командования, за отважную танкистку вступился генерал Василий Чуйков. В итоге А. М. Ращупкина избежала наказания, была оставлена в полку, а все документы были переоформлены на женское имя.