Отечественной войны Н. Т. Таварткиладзе исполнял должность начальника штаба этой же 193-й стрелковой дивизии, которая в составе 31-го стрелкового корпуса 5-й армии Юго-Западного фронта летом 1941 г. вела тяжелые оборонительные бои на Украине, отступая от г. Луцк на восток. С конца августа по октябрь 1941 г. воевал в окружении в районе г. Пирятин. В ноябре 1941 г. назначен начальником штаба 124-й стрелковой дивизии. С июля 1942 г. временно командовал этой дивизией. В августе полковник Н. Т. Таварткиладзе назначен командиром 76-й стрелковой дивизии, которая занимала оборону по левому берегу р. Дон. До середины ноября ее части в составе 21-й армии вели напряженные оборонительные бои на Сталинградском, а с 28 сентября 1942 г. – Донском фронтах с задачей захватить плацдарм на южном берегу р. Дон и отвлечь силы противника из района Сталинграда. С 16 по 23 ноября 1942 г. дивизия в составе 21-й армии Юго-Западного фронта участвовала в контрнаступлении под Сталинградом. Приказом НКО № 375 от 23.11.1942 за успешные боевые действия по завоеванию плацдарма на правом берегу р. Дон, доблесть и мужество личного состава, проявленные при прорыве обороны противника в районе Клетской, дивизия была преобразована в 51-ю гвардейскую. С 23 ноября 1942 г. она в составе той же армии вела активные боевые действия по окружению и уничтожению сталинградской группировки противника. Ее части первыми вошли в Сталинград с запада и соединились с частями 62-й армии. За образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецкими захватчиками и проявленные при этом доблесть и мужество дивизия была награждена орденом Ленина (19.6.1943). В феврале – марте 1943 г. дивизия по ж. д. была переброшена в Курскую обл. С 5 июля она в составе 6-й гвардейской армии Воронежского фронта участвовала в Курской битве. С 21 июля 1943 г. генерал-майор Н. Т. Таварткиладзе командовал 23-м гвардейским стрелковым корпусом, который в составе 6-й гвардейской армии Воронежского фронта участвовал в Белгородско-Харьковской наступательной операции, в разгроме борисовской группировки противника и освобождении г. Полтава. С ноября 1943 г. корпус действовал в составе этой же армии на 2-м Прибалтийском фронте северо-западнее г. Невель. Командующий 6-й гвардейской армией генерал-лейтенант И. М. Чистяков, представляя генерала Н. Т. Таварткиладзе к государственной награде, отмечал, что «корпус под командованием гвардии генерал-майора Таварткиладзев период с 10 по 28 декабря 1943 г., ведя активные боевые действия в районе северо-западнее г. Невель, нанес противнику большой урон в живой силе и технике. В последующих наступательных боях с 1 января 1944 г, в районе северо-западнее г. Невель корпус прорвал укрепленную полосу противника и с упорными боями продвинулся до 45 км, освободил свыше 100 нас. пунктов, уничтожив при этом большое количество техники и живой силы противника… тов. Таварткиладзе проявил себя инициативным, энергичным, исполнительным, требовательным к себе и подчиненным генералом. В оперативнотактическом отношении по занимаемой должности подготовлен достаточно. Свои боевые решения умеет обеспечить организационно и настойчиво провести их в жизнь».
