Vuonna 1938 Timur Frunzesta tuli Komsomolin jäsen. Hän värväytyi puna-armeijaan vuonna 1940 ja kävi Krimillä olleen Katšan ilmasotakorkeakoulun. Hänen parhaisiin ystäviinsä kuului myöhemmin Neuvostoliiton tunnetuimpien lentäjien joukkoon noussut Stepan Mikojan, joka puolestaan oli politbyroon jäsenen Anastas Mikojanin poika. Saksa hyökkäsi Neuvostoliittoon kesällä 1941, jolloin monet neuvostojohtajien lapsista ilmoittautuivat ensimmäisten joukossa vapaaehtoisiksi. Frunze siirrettiin joulukuussa rintamalle 161. hävittäjälentorykmenttiin. Muistelmissaan Mikojan kertoi jutelleensa Frunzen kanssa viimeisen kerran puhelimitse uudenvuodenpäivänä 1942. Seuraavan kerran Mikojan kuuli hänestä muutaman viikon kuluttua, kun Frunzen kuolinuutinen julkaistiin.