С июля 1938 г. – пом. командира 87-й стрелковой дивизии. 10 августа 1938 г. А. С. Захарченко был арестован органами НКВД и до 5 августа 1939 г. находился под следствием.
Был освобожден из-под ареста ввиду прекращения дела, а в сентябре 1939 г. восстановлен в кадрах РККА и назначен преподавателем в Военную академию РККА им. М. В. Фрунзе, а оттуда переведен на должность начальника 2-го отдела штаба ОдВО. С сентября 1940 г. исполнял должность начальника отдела боевой подготовки штаба округа. 14 марта 1941 г. назначен командиром 25-й стрелковой дивизии. С началом Великой Отечественной войны полковник А. С. Захарченко продолжал командовать 25-й стрелковой дивизией в составе 14-го стрелкового корпуса Приморской группы войск (с 20 июля 1941 г. – Приморской армии) Южного фронта. Ее части вели тяжелые оборонительные бои с превосходящими силами противника на подступах к г. Одесса. К 10 августа они оборудовали оборону на подступах к городу. Все попытки врага овладеть Одессой с ходу успешно отражались. В служебной характеристике на него, составленной 31 июля 1941 г. командиром 14-го стрелкового корпуса генерал-майором Д. Г. Егоровым, было отмечено: «За период боевых действий с 22.6 по 30.7.1941 г. уверенно и твердо руководил действиями дивизии в обороне, правильно понимает и проводит в жизнь решения. Справился с выходом из боя и переправой [через] Днестр дивизии… В действиях осторожен и иногда излишне осмотрителен. Как молодой командир учится управлять дивизией в бою». Однако в августе 1941 г. полковник А. С.Захарченко был отстранен от должности и назначен начальником оперативного отдела штаба Приморской армии. С 1 сентября допущен к исполнению должности начальника штаба 421-й стрелковой дивизии ОдВО. В боевой характеристике на него от 15.12.1941 г. отмечалось: «В трудный период формирования дивизии непосредственно в боевой обстановке сумел организовать работоспособный штаб дивизии. Лично занимался вопросами организации штабов полков в боевой обстановке. В боях под Одессой личным мужеством и умелой инициативой организовал прочную оборону на участке дивизии. В оперативном и тактическом отношении хорошо подготовленный командир. Обладает силой воли, трудностей не боится. В частях дивизии пользуется большим боевым и политическим авторитетом. Работе отдается целиком. Личные качества характеризуются следующим: в боях на Крымском участке фронта лично руководил боем против напавшего на штаб дивизии противника. В районе Чонгарского моста, Никитино и других организовал и руководил обороной. Неоднократно сам подвергался смертельной опасности…» В конце декабря дивизия была расформирована, а полковник А. С. Захарченко в январе 1942 г. направлен в СКВО на формирование 102-й отдельной стрелковой бригады. В марте 1942 г. бригада вошла в состав 56-й армии Южного фронта и участвовала в боях на подступах к г. Таганрог, а в апреле – в районе Таганрогского залива. В мае 1942 г. принял командование 192-й стрелковой дивизией, входившей в 7-ю резервную армию Ставки ВГК (с 10 июля – 62-я). С середины июля 1942 г. дивизия участвовала в Сталинградской битве. В начале оборонительных боев передовые отряды дивизии отбивали яростные атаки врага на рубеже р. Чир, затем севернее г. Суровикино. Под ударами численно превосходящих сил противника дивизия вынуждена была отойти на левый берег р. Дон. 23 июля противник прорвал оборону дивизии на участке Клетская, Евстратовский и вышел к нас. пункту Платонов. В ночь на 24 июля противник подтянул силы и с утра нанес удар на хут. Верхне-Бузиновка, где находились штабы 192-й и 184-й стрелковых дивизий. Немецкие танки с десантом автоматчиков прорвались на хутор, ведя с ходу огонь и отрезая пути отхода. Действия вражеского десанта поддерживала авиация. В этих условиях было принято решение идти на прорыв. Последним уходил сам командир дивизии. Его машина на выезде из села была в упор расстреляна из танков противника. Так погиб командир дивизии полковник А. С.Захарченко. Воинские звания: полковник (29.11.1935). Награжден орденами Красного Знамени, Красной Звезды, медалью «XX лет РККА».