На початку радянсько-німецької війни з 23 червня 1941 року генерал-майор М. О. Усенко — командир 1-го повітряно-десантного корпусу. У складі 5-ї армії Південно-Західного фронту корпус брав участь у прикордонних битвах, потім у Київській оборонній операції. З 19 вересня по 8 жовтня 1941 року частини корпусу вели бої в оточенні. 23 вересня М. О. Усенко був поранений в районі села П'ятигоровці. Вийшов з оточення з групою бійців і командирів (близько 200 чололовік), Потім був призначений заступником командувача 26-ю армією Південно-Західного фронту. З грудня 1941 року генерал-майор М. О. Усенко командир 2-го кавалерійського корпусу на Південному фронті. Корпус, не закінчивши формування, перейшов у наступ, оволодів Александрополем і рядом інших населених пунктів, однак через відсутність взаємодії з сусідами, підтримки авіації і танків не зумів утримати займані позиції, втративши при цьому вбитими понад 5 тисяч чоловік, 13 танків, 109 гармат і мінометів. За це в квітні 1942 року Військовим трибуналом Південного фронту М. О. Усенко був засуджений до 10 років виправно-трудових робіт без поразки в правах з відстрочкою виконання покарання до закінчення бойових дій, а наказом народного комісара оборони від 16 травня 1942 року — знижений у військовому званні до полковника. З квітня 1942 року командував 226-ю, а з серпня — 76-ю стрілецькими дивізіями, які вели бойові дії у складі 21-ї армії Південно-Західного фронту. З грудня того ж року перебував у розпорядженні командувача військами Донського фронту, потім був призначений командиром 343-ї стрілецької дивізії 66-ї армії. За мужність, проявлену в боях з противником, наказом народного комісара оборони СРСР № 65 від 2 травня 1943 року пункт вироку Військового трибуналу про позбавлення військового звання «генерал-майор», був скасований.