С мая того же года — на фронтах Великой Отечественной войны.
К марту 1945 года гвардии старший лейтенант Валентин Мудрецов был заместителем командира эскадрильи 178-го гвардейского истребительного авиаполка 14-й гвардейской истребительной авиадивизии 3-го гвардейского истребительного авиационного корпуса 5-й воздушной армии 2-го Украинского фронта. К тому времени он совершил 291 боевой вылет, принял участие в 65 воздушных боях, сбив 17 вражеских самолётов лично и ещё 1 — в составе группы
После окончания войны продолжил службу в Советской Армии.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 15 мая 1946 года за "образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецкими захватчиками и проявленные при этом мужество и героизм" удостоен звания Героя Советского Союза
1955 г. - окончил Центральные лётно-тактические курсы.