Le 24 juin 2022, le ministère russe de la défense a déclaré que Surovikin, en tant que commandant du groupe sud des troupes russes, avait dirigé l'encerclement des forces armées ukrainiennes dans les villes de Hirske et Zolote, dans la région de Luhansk, lors de l'invasion russe de l'Ukraine.

Le 8 octobre 2022, sur ordre du ministère russe de la défense, il est nommé commandant du groupe des forces conjointes dans la guerre en Ukraine. Sous son commandement, l'armée russe a commencé à bombarder massivement les infrastructures énergétiques de l'Ukraine. Plusieurs sources associent le nom de Surovikin à un vaste réseau de tranchées, de champs de mines, de barrières de barbelés, de pièges à chars et de positions de tir construits dans les territoires occupés par la Russie, parfois appelé "ligne Surovikin", destiné à ralentir toute attaque.

Le 11 janvier 2023, Vladimir Poutine a démis Surovikin de ses fonctions de commandant du groupe de forces interarmées en Ukraine et a nommé le général d'armée Valery Gerasimov, chef de l'état-major général des forces armées russes et premier vice-ministre de la défense, à ce poste, avec Surovikin comme adjoint.

En mai, The Economist a noté que M. Surovikin "représentait les intérêts" du groupe Wagner PMC au sein du ministère russe de la défense depuis quelques années. M. Surovikin, ainsi que le chef du PMC, Yevgeny Prigozhin, se sont opposés au ministre de la défense Shoigu et au général Gerasimov au sujet de diverses tactiques utilisées pendant la guerre. Les analystes ont félicité Surovikin et Prigozhin pour certains des succès de l'armée russe sur le champ de bataille. Par exemple, Surovikin a fait du bon travail en retirant de Kherson les forces russes pratiquement encerclées.