На фронтах німецько-радянської війни з липня 1942 року — командир 292-ї штурмової авіаційної дивізії 1-го штурмового авіаційного корпусу (Калінінський фронт), з лютого 1943 року — командир 8-го змішаного (з липня 1943 — 5-го штурмового) авіаційного корпусу в складі 5-ї, 2-ї і 8-ї повітряних армій (Степовий, Воронезький, 1-й і 2-й Українські фронти). Частини під його командуванням брали участь в Великолуцькій, Бєлгородсько-Харківської, Київській, Корсунь-Шевченківській, Львівсько-Сандомирській, Будапештській та Віденській операціях; відвойовували Україну, звільняли Польщу, Румунію, Угорщину та Чехословаччину. Корпус під його командуванням здійснив понад 40 тисяч бойових вильотів. Особисто М. П. Каманіним скоєно 21 бойовий виліт. Генерал-майор авіації з 17 березня 1943 року, генерал-лейтенант авіації з 20 квітня 1945 року.