בגיל 14 הצטרף להגנה. במלחמת העצמאות השתתף כלוחם פלמ"ח בגדוד החמישי 'שער הגיא' במסגרת חטיבת הראל בקרבות על ירושלים, שם נפצע 5 פעמים. לאחר מכן התקדם בשורות צה"ל בחיל השריון. שימש מפקד מחלקה בגדוד 82, מפקד פלוגת טירונים בגדוד ומפקד פלוגה ב' בגדוד, פלוגה מבצעית עמה לחם במבצע קדש ועוטר בעיטור העוז. גונן הופקד על קליטת טנקי הצנטוריון בצה"ל, ופיקד על גדוד 82, הגדוד הראשון של טנקים אלו. שימש קצין אג"ם של גייסות השריון וסגן מפקד חטיבה 7. בשנת 1966 מונה גונן למפקד חטיבה 7 ופיקד עליה במלחמת ששת הימים בהבקעת מערכי המצרים בפתחת רפיח. גונן הוביל את החטיבה עד תעלת סואץ.