В ноябре 1941 года старший лейтенант Н. И. Малышев был назначен командиром подводной лодки «М-62». Под его командованием лодка принимала участие в обороне Севастополя и Кавказа, освобождении Крыма, совершала боевые походы на коммуникации противника, поиск и уничтожение кораблей противника. Подлодка действовала в районах мыса Тарханкут, мыса Бургас, островов Фидониси, Сулина-Констанца. Подлодка неоднократно подвергалась атакам вражеских судов, однако благодаря своевременным действиям Н. И. Малышева, подлодку всегда удавалось увести из-под удара.