21 декабря 1917 года вступил в Смоленске в добровольческий батальон Красной гвардии, затем в Смоленский железнодорожный кавалерийский дивизион и служил в нем рядовым бойцом, пом. командира и командиром взвода. В апреле 1918 года дивизион влился в 35-й Егорлыкский кавалерийский полк и в его составе командиром взвода, пом. командира и командиром эскадрона воевал всю войну (с января 1919 г. — в 6-й кавалерийской дивизии). Участвовал в боях с белоказаками и войсками генерала А. И. Деникина в Ставропольской губернии, под Царицыном и в Донской области. Летом 1920 года полк и дивизия в составе 1-й Конной армии сражались с белополяками на Юго-Западном фронте, затем вели бои с войсками генерала П. Н. Врангеля в Северной Таврии и в Крыму. Дважды в 1919-1920 гг. был ранен (под Перекопом и Егорлыкской). С марта 1921 года Мальцев учился на Омских кавалерийских курсах, переименованных затем в 3-ю кавалерийскую школу СибВО.