С первых дней Великой Отечественной войны капитан И.В. Балдынов участвует в формировании Кубанской дивизии, 40-ой отдельной мотострелковой бригады, где был назначен начальником штаба. В июле 1943 г. полковник И.В. Балдынов формирует 109-ю стрелковую дивизию и становится её бессменным командиром. Дивизия принимала активное участие в освобождении Кубани, Донбасса, городов Берислава, Херсона, Николаева, Одессы, Кишинева, с боем форсировала водные преграды Молочная, Днепр, Одесские лиманы, Днестр и другие.
В августе-сентябре 1944 г. дивизия совершает 1400-километровый марш через Румынию, Болгарию, Трансильванские Альпы. Вместе с другими частями участвует в освобождении Бухареста, Софии. 1 октября выходит к границам Югославии и соединяется с Народно-освободительной армией Югославии. Яркой страницей в истории дивизии и послужном списке полковника И.В. Балдынова значится Будапештская операция. Будапешт оборонял 200-тысячный фашистский гарнизон. Вместе с войсками 2-го и 3-го Украинских фронтов гвардейцы 109-й дивизии освободили столицу Венгрии. За эту операцию дивизию награждают вторым орденом Красного Знамени. Далее дивизия участвует в освобождении Вены, а победу над Германией встречает в боях за пригород Праги город Брно.
После победы над фашистской Германией дивизия перебрасывается на Восток и совершает беспримерный, героический 1500-километровый марш через безводную пустыню Чахар и высокогорные хребты Большого Хингана при 50-градусной жаре. Неожиданное появление в тылу 109-й дивизии намного ускорило разгром Квантунской армии Японии. За участие в боях с японскими милитаристами дивизия получает почетное наименование «Хинганская». Когда подписывались бумаги по завершении кампании, в графе «убитые» напротив 109-й дивизии стоял прочерк, т.е. 109-я дивизия не потеряла ни одного солдата. Этот факт заметил И.В. Сталин, который за это рекомендовал присвоить звание Героя Советского Союза командиру дивизии – И.В. Балдынову. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 8 сентября 1945 г. присвоено звание Героя Советского Союза. А постановлением СНК СССР от 8 сентября 1945 г. – звание генерал-майора, первое для представителей бурятского народа.
В 1967 г. постановлением Улан-Удэнского горсовета депутатов трудящихся гвардии генерал-майору Герою Советского Союза И.В. Балдынову присвоено звание «Почетный гражданин г. Улан-Удэ».
Илья Васильевич Балдынов умер 22 сентября 1980 г. в Москве. Похоронен в Улан-Удэ на Заудинском кладбище. Решением исполнительного комитета Улан-Удэнского городского Совета народных депутатов от 19.08.1981 г. № 8 улице в Железнодорожном районе п. Загорск присвоено имя И.В. Балдынова. Его имя носят улицы в поселке Усть-Ордынском, селе Баяндай Иркутской области, улусе Далахай, деревне Зады. В посёлке Усть-Ордынский установлен памятник-бюст Герою, на родине И.В. Балдынова в его честь названа школа № 2. 9 сентября 2005 г. установлен памятник-бюст в Улан-Удэ в сквере Городского Дворца детско-юношеского творчества (ул. Бабушкина) И.В. Балдынову. В апреле 2017 г. вышла в свет книга «Генерал Балдынов».
