Участник Великой Отечественной войны с июня 1941 г. Первый бой для Фролова едва не оказался последним. Девятка бомбардировщиков Ил‐4, в которой был и экипаж штурмана Фролова, совершала полёт в район г. Новоград-Волынский Житомирской области для бомбардирования колонны фашистов. Через 3 часа при ясной погоде с высоты 2000 метров экипаж с первого захода вышел точно на цель и смело ринулся через заградительный огонь противника бомбить танковые колонны, замаскированные в кустах. Задание было выполнено успешно. Но едва экипаж успел закрыть бомболюки, как радист доложил о приближении истребителей противника. Неминуемая смерть нависла над экипажем Фролова. Два вражеских истребителя ринулись на Фролова, тяжело ранили стрелка-радиста и повредили мотор у самолёта. Скорость машины сразу резко упала. Она стала отставать от боевого порядка. Один из фашистских лётчиков сразу увидел это, решил в упор расстрелять самолёт Фролова. Превозмогая боль в груди, стрелок приоткрыл глаза, увидел несущегося на него врага и буквально на доли секунды опередил фашистского лётчика, дал по нему последнюю в своей жизни очередь и поджёг самолёт фашиста. Другие самолёты из девятки тут же прикрыли экипаж Фролова, который и дотянул до своей территории.
Цели, которые приходилось бомбить гвардии старшему лейтенанту Фролову в 1941–1942 гг., были разные, – доты, дзоты на линиях фронта, железнодорожные мосты, узлы и переправы через водные рубежи, аэродромы, механизированные войска, военно-политические объекты, столицы государств – сателлитов фашистской Германии и Берлин – логово фашизма. В одном вылете экипаж Фролова совместно с другими бомбардировщиками полностью уничтожили фашистский аэродром в г. Армавире, на котором находилось 30 хорошо замаскированных самолётов врага. В другом – десяток складов с горючим.
Штурман звена 5‐го гв. ап дд (50‐я ад дд) старший лейтенант Фролов с 26.06.1941 г. по сентябрь 1942 г. совершил 164 боевых вылета, из них 104 – ночью. За этот период сбросил 184 000 кг бомб. Израсходовал по воздушным и наземным целям 35 000 патронов и сбросил 860 000 экз. листовок. За указанный период экипажем уничтожено: танков – 34, самолётов на земле – 14, сбито в воздухе – 4, уничтожено автомашин с военным грузом – 68, переправ – 1, складов с горючим – 4, с боеприпасами – 6, железнодорожных вагонов – 14. Тов. Фролов является лучшим штурманом в полку по самолетовождению и полётам в сложных метеоусловиях, не имеет случаев потери ориентировки, его посылают на выполнение самых сложных и ответственных заданий.
Указом ПВС СССР от 31 декабря 1942 г. за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецко-фашистскими захватчиками и проявленные при этом отвагу и героизм старшему лейтенанту Фролову А.Ф. было присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 770).
27 мая 1943 г. на аэродроме г. Саки Фроловым было обнаружено и уничтожено 20 самолётов противника. На обратном пути их догнала группа «мессеров», которая набросилась на самолёт Фролова со всех сторон. Загорелся правый двигатель, затем фашисты ранили лётчика и радиста. Фролов взял управление самолётом Ил‐4 на себя. Как заправский пилот он, применив скольжение на крыло, сбил с двигателя пламя. На одном двигателе Фролов всё-таки пересёк линию фронта.
Осенью 1943 г. Фролову пришлось «вернуться» в г. Днепропетровск, оставленный в 1941 г. На рассвете Ил‐4 взлетел в небо и взял курс на запад. Вот и Днепропетровск. С первого захода Фролов сбросил первую бомбу по железнодорожному узлу и предельно точно попал в бензиновые цистерны, вторая бомба свалила с платформ танки и автомобильную технику. Среди фашистов началась паника. Дальнейшие взрывы бомб настигают и их. Задание экипаж Фролова выполнил успешно. В 1943–1944 гг. он сражался с врагом за освобождение Днепропетровщины, Мариуполя, Крыма. Осенью 1944 г. полк, в котором служил Фролов, передислоцировался на север – в Прибалтику. Экипаж совершал много налётов по целям, расположенным недалеко от линии фронта. Так, полк активно участвовал в освобождении городов: Бобруйска – 29 апреля 1944 г.; Осиповичей – 28 июня 1944 г.; Севастополя – 9 мая 1944 г.; Белостока – 27 июля 1944 г.; Седлеца – 31 июля 1944 г.; Галаца – 27 августа 1944 г. В 1945 г. полк продолжал свою освободительную миссию, лётчики подвергали бомбовым ударам Берлин, принимали участие в разгроме противника под Кёнигсбергом. В последнее время провёл боевые вылеты: 2 – на г. Кёнигсберг; 1 – на г. Бреслау; 3 – на г. Данциг; 3 – на бомбардирование полосы на берлинском направлении, из которых 1 – на бомбардирование центральной части Берлина. Противнику нанесён существенный урон.
Всего за годы войны штурман Фролов совершил 340 боевых вылетов, в т. ч.: совершил 34 боевых вылета днём с налетом 115 часов и 306 боевых вылетов ночью с налётом 946 часов. На всём протяжении Отечественной войны не имеет случаев лётных происшествий. Ввёл в строй 16 молодых штурманов.