С началом войны в июне 1941 года Алексей Георгиевич Мамонтов был призван из запаса и в сентябре назначен на должность заместителя командира по тылу и начальника военно-хозяйственного снабжения 66-й Казачьей кавалерийской дивизии (9-я армия, Южный фронт), после чего принимал участие в ходе Донбасской и Ростовской оборонительных, Ростовской наступательной и Барвенково-Лозовской оборонительной операций.