14 вересня 1941 штаб фронту, Військова рада і Особливий відділ опинилися в оточенні в ході невдалої Київської операції. З 19 вересня 1941 брав участь в боях по виходу з оточення з-під Києва в напрямку Лубни-Ромни. 20 вересня 1941 в бою в урочищі (гаю) Шумейкове неподалік від хутора Дрюківщина Лохвицького району Полтавська область був поранений в ногу, ходив врукопашну, спираючись на палицю. В одній із сутичок з маузера знищив 8 фашистів. Після загибелі командувача Кирпоноса, начштабу генерала Тупикова, інших генералів 5-ї армії командував залишками загону. У ніч на 21 вересня 1941 група Міхеєва з боєм вирвалася з урочища і попрямувала у напрямку до села Ждани Сенчанського району (нині Лубенський район, Полтавська область). При прориві був поранений в голову осколком міни. 21 вересня, незважаючи на поранення, продовжував керувати чекістами, які почали з боєм відходити до яру. Незабаром яр був оточений німецькими військами. Загинув у бою.