советом армии назначен командовать группой войск на Марухском перевале Главного Кавказского хребта. В этой должности находился до 7 января 1943 г., затем вступил в командование 810-м стрелковым полком 394-й стрелковой дивизии, которая в составе той же армии Черноморской группы войск Закавказского, а с 6 февраля – Северо-Кавказского фронтов вела наступательные бои по разгрому немецких войск на Северном Кавказе. Ее части участвовали в овладении станицами Саратовская, Калужская, Северская, Ильская, Холмская, Ахтырская, Абинская и других. В марте 1943 г. дивизия в составе армии была выведена на доукомплектование в резерв Ставки ВГК (в Степной военный округ), затем в июле передана Юго-Западному фронту и участвовала в Донбасской наступательной операции. С 11 сентября она вела боевые действия на Степном, а с октября вновь на Юго-Западном (с 20 октября 1943 г. – 3-м Украинском) фронтах, с января 1944 г. входила в состав 37-й армии. Участвовал с дивизией в битве за Днепр, в освобождении Правобережной Украины, в Никопольско-Криворожской, Березнеговато-Снигиревской и Одесской наступательных операциях. За умелое командование 810-м стрелковым полком в боях, проявленные героизм и мужество приказами по 46-й армии подполковник И. С. Титов был награжден орденами Красного Знамени (15.9.1943), Александра Невского (1.10.1943) и Отечественной войны 1-й степени (5.11.1943). Приказом по войскам 3-го Украинского фронта от 12.6.1944 он был назначен заместителем командира этой же 394-й стрелковой Криворожской Краснознаменной дивизии, с 10 ноября того же года допущен к и. д. командира дивизии (утвержден в должности приказом НКО от 19.4.1945). Ее части в составе той же 37-й армии 3-го Украинского фронта успешно действовали в Ясско-Кишиневской наступательной операции, в сентябре участвовали в освобождении Болгарии. С октября 1944 г. и до конца войны дивизия в составе 34-го стрелкового корпуса той же 37-й армии (с 15 декабря 1944 г. – 37-я отдельная армия) располагалась в г. София и в боевых действиях не участвовала. За освобождение Болгарии полковник И. С. Титов был награжден болгарским орденом «За храбрость». В боевой характеристике на него от 5.3.1945 командир 34-го стрелкового корпуса генерал-лейтенант И. С. Кособуцкий отмечал: «Тов. Титов в тактическом и политическом отношении подготовлен удовлетворительно. Быстро ориентируется в боевой обстановке и принимает правильные решения. Умеет хорошо организовать боевую подготовку частей дивизии и правильно ею руководить. Знает сам черновую работу офицера и повседневно осуществляет лично помощь офицерскому составу. В бою храбр, решителен и никогда даже в самые острые периоды боя не теряется. Неоднократно личной храбростью спасал положение не только полка, которым командовал, но и дивизии. Умеет правильно организовать взаимодействие родов войск. Много уделяет внимания вопросу подготовки офицерских кадров, сколачиванию частей дивизии, а также вопросу материального обеспечения личного состава…» После войны полковник И. С. Титов продолжал командовать 394-й стрелковой Криворожской Краснознаменной дивизией в ЮГВ, с сентября 1945 г. – в составе
