В октябре 1918 года добровольно вступил в Красную армию. Первой должностью красного командира стала командир взвода в 1-ом Саратовском пехотном полку 25-й стрелковой дивизии. В составе полка участвовал в подавлении восстания Чехословацкого корпуса. С марта 1919 года служил 20-й Пензенской стрелковой дивизии. Принимал участие в Уфимской операции. С августа воевал под Царицыном. В марте 1920 года Панфилов заболел тифом. После болезни, с апреля участвовал в советско-польской войне, где воевал в должности командира взвода в 100-ом стрелковом полку. В 1920 году Панфилов вступил в РКП(б). За героизм в советско-польской войне в 1921 году был награждён орденом Красного знамени.