Es wurden keine direkten Beweise für Verrat gefunden, aber er wurde des unbefugten Rückzugs angeklagt. Bei der Anhörung des Militärkollegiums des Obersten Gerichtshofs am 6. Februar 1942 wurde er für den Artikel 58 des Strafgesetzbuches zwar freigesprochen, aber nach den Artikeln 121 und 193 zu 5 Jahren Haft in einem Zwangsarbeitslager verurteilt, zudem wurde sein Rang und seine staatliche Auszeichnungen aufgehoben. Nachdem das Präsidium des Obersten Sowjets den von Sobennikow am 7. Februar 1942 eingereichten Begnadigungsantrag geprüft hatte, wurde ihm zwar die Haft erlassen aber er wurden in den Rang eines Obersten herabgestuft. Im September stand er zur Verfügung des Militärrats der Brjansker Front, welche den Plan zur Woronesch-Kastornenski-Operation entwickelte. Von November 1942 bis zum Kriegsende war Oberst P. P. Sobennikov stellvertretender Befehlshaber der 3. Armee. Er zeichnete sich von Januar bis März 1943 als Kommandeur einer Kampfgruppe der Brjansk-Front aus, die isoliert von den Hauptstreitkräften das Gebiet von Kastornoje befreiten und die Zufahrten nach Kromy erreichten.