حضور در جبهه
با شروع جنگ تحمیلی از سوی عراق، خضرایی نیز به عنوان یکی از خلبانان باتجربه نیروی هوایی ارتش جمهوری اسلامی ایران به پایگاه هوایی همدان منتقل شد و پروازهای جنگی خود را آغاز کرد.
در یکی از این پروازها هواپیمای او مورد هدف قرار می گیرد ولی خضرایی با مهارت بالایی که در فن خلبانی داشت، هواپیما را درحالی که یک چرخ نداشت به زمین مینشاند.
حمله به پایگاههای الولید ( اچ3)
در اواخر سال 1359 نیروی هوایی تصمیم میگیرد با عملیاتی عمقی در خاک عراق، در یک اقدام بی سابقه پایگاههای الولید در غربیترین نقطه عراق را بمباران کنند. برای این کار باید بهترین خلبانان نیروی هوایی انتخاب میشدند. از این رو خضرایی هم به عنوان یکی از خلبانان برای انجام این عملیات انتخاب میشود.
در روز موعود تمامی هواپیما به پرواز درمیآیند. خضرایی نیز هدایت یکی از فانتومها را برعهده داشت. بعد از دو مرحله سوختگیری هوایی، فانتومها به پایگاههای الولید میرسند. در این هنگام فانتومها به سه دسته تقسیم میشوند و به هر سه پایگاه الولید حمله میکنند.
خضرایی هم به خوبی ماموریتهای خود را انجام میدهد و به سمت تانکرهای سوخترسان گردش میکند. در این هنگام که پدافند پایگاهها دیوانهوار و بیهدف به هرطرف شلیک میکردند، ناگهان تعدادی گلوله ضد هوایی به هواپیمای خضرایی برخورد میکند.
هدایت هواپیمای آسیبدیده آن هم در شرایطی که باید نزدیک به 500 کیلومتر مسیر را طی کند، کاری بسیار دشوار بود ولی خضرایی مصمم بود که هواپیما را به هر قیمت به ایران برساند. بعد از سوختگیری هوایی سوم، به سرعت به سمت مرزهای ایران میآید و در نهایت با رشادت و شهامت خاص هواپیما را سالم بر زمین مینشاند.
عملیات بزرگ دیگری در نیروی هوایی با موفقیت انجام شد. در این عملیات نیز خضرایی حضوری فعال داشت، ولی در هنگام بازگشت هواپیمای او مورد هدف موشک زمین به هوا قرار میگیرد. وی با سختی هواپیما را تا ایران هدایت میکند و در آن جا اقدام به خروج اضطراری از هواپیما میکند که به دلیل برخورد دستش با کابین در هنگام خروج اضطراری، دچار شکستگی دست می شوند.
بعد از این ماجرا او به همراه تعدادی از خلبانان نیروی هوایی برای تجدید بیعت و دیدن حضرت امام (ره) به جماران میروند. در بیت امام (ره)، او چون دچار شکستگی دست شده بود، دست آسیب دیده را به گردن آویزان کرده بود.
حضرت امام (ره) رو به او میکند و میفرماید: فرزندم چی شده؟ دستت چه شده؟
خضرایی در پاسخ عرض میکند: هواپیمایم مورد اصابت قرار گرفته و سقوط کردهام.
حضرت امام تاملی می کنند و می فرمایند: فرزندم، تو سقوط نکردی، تو صعود میکنی!
چند روز بعد از این دیدار خضرایی به درجه سرهنگ دومی ارتقاء پیدا کرد و همزمان به عنوان فرمانده پایگاه هوایی همدان نیز منصوب شد. او به مدت دو سال از سال 1360 تا 1362 عهدهدار این مسئولیت بود، پایگاه شکاری همدان به عنوان قطب مهمی محسوب میشد و بسیاری از مناطق غرب کشور را پوشش میداد. با حضور وی تحولاتی در این پایگاه ایجاد شد و پایگاه شکاری همدان در زمان فرماندهی او عملیاتهای بزرگی را علیه دشمن بعثی انجام داد.