17 июня 1941 года Мстинским РВК призван в РККА (по другим данным только осенью 1941). Воевал на Волховском фронте в составе 377-й стрелковой дивизии. Участвовал в Тихвинской, Любанской наступательных операциях и операции по выводу из окружения войск 2-й ударной армии. Сначала являлся пулемётчиком в пулемётном взводе, затем получил звание сержанта, стал командиром отделения. Был награждён знаком «Отличный пулемётчик». За бои апреля-июля 1942 года был награждён медалью «За отвагу». Проявил снайперские способности и стал снайпером-инструктором 1247-го стрелкового полка, получив снайперскую винтовку. К сентябрю 1943 года на его боевом счету было 190 уничтоженных солдат и офицеров противника (по другим источникам 78 человек сержант Бурмистров уничтожил из снайперской винтовки, остальные — из пулемёта и гранатами).