Вновь в Красную армию К. И. Бурмистров был призван в августе 1941 года. С сентября 1941 года проходил воинскую службу в составе 2-го воздушно-десантного корпуса, который 17 мая 1942 года был переформирован в 32-ю гвардейскую стрелковую дивизию. В боях с немецко-фашистскими захватчиками стрелок 82-го гвардейского стрелкового полка гвардии красноармеец К. И. Бурмистров с сентября 1942 года на Закавказском фронте. Участвовал в Туапсинской оборонительной и Краснодарской наступательной операциях Битвы за Кавказ. В боях на оборонительной линии немцев «Готенкопф» Константин Иванович был ранен, но к ноябрю 1943 года вернулся в строй. Особенно отличился при освобождении Крыма.