С сентября 1942 года — на фронтах Великой Отечественной войны. Был помощником инспектора кавалерии Воронежского фронта, с октября — на такой же должности на Юго-Западном фронте. Участник Сталинградской битвы, Острогожско-Россошанской и Харьковской (1943 года) наступательных операций. В боях дважды раза был ранен: первое ранение получил в боях под Сталинградом в ноябре 1942 года, второе — на Днепре в октябре 1943 года. С августа 1943 года временно исполнял должность командира 4-го гвардейского кавалерийского полка 2-й гвардейской кавалерийской дивизии. В сентябре 1943 года гвардии подполковник Михаил Мнышенко назначен командиром 7-го гвардейского кавалерийского полка этой дивизии.