В июле 1942 года был назначен на должность заместителя командира 6-го гвардейского истребительного авиаполка, с марта 1943 года исполнял должность помощника командира полка по лётной подготовке и воздушному бою. С апреля 1943 по ноябрь 1944 года командовал 6-м гвардейским Севастопольским дважды Краснознамённым истребительным авиационным полком. Принимал участие в обороне Одессы, Севастополя, Кавказа, в сражениях за Новороссийск, в Новороссийско-Таманской, Крымской, Одесской, Ясско-Кишиневской наступательных операциях. За время войны Михаил Авдеев совершил более 500 боевых вылетов, провёл 141 воздушный бой, сбив лично 12 самолётов противника и 6 в группе.