С началом войны корпус вступил в сражение на белостокском направлении против превосходящих сил противника, в результате чего в начале июля был окружён в районе Минска. К концу июля остатки 13-го механизированного корпуса (фактически без материальной части) под руководством Ахлюстина вышли к реке Сож на соединение с частями Красной Армии. 28 июля, организуя выход из окружения корпуса, испытывающего недостаток в боеприпасах и ГСМ, Пётр Николаевич Ахлюстин погиб во время переправы через реку Сож в районе города Пропойск.