Mohnke taisteli toisessa maailmansodassa SS-divisioona Leibstandarte Adolf Hitlerin mukana Puolassa, Ranskassa ja Balkanilla toimien komppanianpäällikkönä ja myöhemmin pataljoonankomentajana. Mohnke haavoittui vakavasti Jugoslavian ilmavoimien hyökkäyksessä huhtikuussa 1941 ja menetti osan toisesta jalastaan. Hän ei saanut uutta joukkoyksikköä komentoonsa ennen kuin syksyllä 1943, jolloin hänet määrättiin vastaperustetun 12. SS-panssari­divisioona Hitlerjugendiin kuuluneen 26. SS-panssari­krenatööri­rykmentin komentajaksi. Mohnke rykmentteineen osallistui Normandian taisteluihin kesällä 1944, jossa sai rautaristin ritariristin 11. heinäkuuta 1944. 12. SS-panssaridivisioonan vetäytymisvaiheen aikana loppukesällä 1944 Mohnken komennossa oli hänen rykmenttinsä ympärille muodostettu taisteluosasto, ”osasto Mohnke” (). Osasto suojasi muun muassa saksalaisjoukkojen vetäytymistä Seinejoen itäpuolelle elokuussa 1944.