Во время Великой Отечественной войны в действующей армии – с июня 1941 года, на Юго-Западном фронте, в районе Львова. Трижды ранен. Особо отличился в Киевской наступательной операции в боях по освобождению столицы Украины Киева.
Действуя в передовом отряде с Лютежского плацдарма севернее Киева 5 – 6 ноября 1943 года, первым ворвался в поселок Святошино и вышел на шоссе Киев – Житомир. Углубившись на территорию, занятую противником, тов. Вольватенко со своей группой освободил несколько населенных пунктов, лично подбил 2 средних танка противника, уничтожил 9 пушек, более 100 гитлеровцев. Когда его танк был подбит и окружен врагом, а сам он тяжело ранен, в течение нескольких часов продолжал бой, пока не подошла помощь.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 10 января 1944 года за умелое командование подразделением, мужество и героизм, проявленные при освобождении Киева, Вольватенко Ивану Кирилловичу присвоено звание
Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».
В 56-й гвардейской танковой бригаде И.К.Вольватенко с 14 июля 1943 года на Брянском, а с 27 июля по 15 августа 1943 года – Центральном фронте участвовал в составе 3-й гвардейской танковой армии в Орловской
стратегической наступательной операции – заключительной части битвы на Курской дуге.
10 сентября 1943 года 3-я гвардейская танковая армия была включена в состав Воронежского (с 20 октября – 1-го Украинского) фронта. Здесь 56-я гвардейская танковая бригада участвовала в Сумско-Прилукской
наступательной операция (26 августа – 30 сентября 1943 года) – освобождении левобережной Украины и форсировании Днепра в районе села Великий Букрин. После упорных боев на Букринском плацдарме, длившихся
более месяца, 3-я гвардейская танковая армия была скрытно выведена с плацдарма, совершила 200-километровый марш вдоль берега Днепра на север и вновь 1 ноября 1943 года форсировала Днепр, переправившись на Лютежский плацдарм.
Затем И.К.Вольватенко с 3 по 6 ноября 1943 года участвовал в Киевской наступательной операции, где был тяжело ранен и за отличие в боях представлен к званию Героя Советского Союза. После излечения вернулся в свою бригаду.
В боях на территории нынешней Хмельницкой области области с 9 по 11 февраля 1944 года в районе села Траулин Шепетовского района командир роты танков Т-34 гвардии старший лейтенант И.К.Вольватенко умело
управлял ротой и, действуя решительно и смело, выполнил боевую задачу. Рота уничтожила 6 средних танков, 10 орудий, 4 миномета, 2 бронетранспортера, 8 станковых и ручных пулеметов, 4 повозки, до 150
солдат и офицеров противника. И.К.Вольватенко огнем своего танка уничтожил 2 дзота, 2 бронетранспортера, до 15 солдат противника. Награжден орденом Отечественной войны 1-й степени.
Источник: http://www.warheroes.ru/hero/hero.asp?Hero_id=19008