Када је септембра 1939. извршена подела Пољске између Немачке и Совјетског Савеза, Совјети су ухапсили око 26.000 пољских официра. Стаљин и Микојан су, међу осталима, марта 1940. потписали наредбу за смакнуће већине њих. Након напада Немачке на СССР јуна 1941, Микојан је био задужен за организовање транспорта хране и осталих потрепштина. Тада му је погинуо син Владимир, пилот Црвене авијације, у ваздушној бици код Стаљинграда. Микојаново главно задужење током рата била је опскрба Црвене армије храном, свакодневним потрепштинама и осталим материјалом. Године 1943. проглашен је за хероја социјалистичког рада за све дотадашње напоре које је постигао током рата. Године 1946. постао је заменик премијера у Већу министара.