До 23 февраля 1943г. проходил военную подготовку в 53 учебном стрелковом полку 42 учебной стрелковой дивизии.

Был ранен в составе 49 мотострелковой бригады 1 танковой армии.

После излечения выписан из эвакогоспиталя ЭГ 2885 и направлен в 202 запасной стрелковый полк. 

06 сентября 1943г. младший сержант Пустовалов в составе команды военнослужащих отдельной роты противотанковых ружей (ПТР) направлен из 202 запасного стрелкового полка в 152 укрепрайон 3 Белорусского фронта.

К 20 августа 1943г. части укрепрайона занимали оборону вдоль восточного берега р.Днепр и впадавшей в него р.Осьма, восточнее г.Дорогобуж. Перейдя в наступление 152 УР в составе семи ОПАБов овладел г.Дорогобуж (освобожден 01 сентября), принимал участие в боях по освобождению Смоленска (освобожден 25 сентября).

С 12 октября 1943г. части 152 укрепленного района занимали рубеж обороны юго-восточнее Бабиновичи (Лиозненский р-н, Витебская обл.), по восточному берегу рек Верхита, Черница. Противник занимал господствующие высоты на противоположном берегу, поэтому части укрепрайона периодически пытались улучшить свои позиции и занять противоположный берег.

Тимофей Савельевич был ранен в составе 164 отдельного пулеметно-артиллерийского батальона (ОПАБ) 152 укрепленного района (УР).

21 апреля 1944г. старший сержант Пустовалов переведен из эвакогоспиталя ЭГ 3009 в военно-санитарный поезд ВСП 333.