В начале Великой Отечественной войны он занимал должность помощника начальника штаба 11-го запасного танкового полка и начальник штаба 12-го запасного танкового полка Ленинградского военного округа. С июня 1942 по апрель 1943 года прибывал в должности начальник штаба 220-й танковой бригады, а с 16 августа 1943 года по 15 апреля 1944 год являлся её командиром. В это время бригада находилась в распоряжение 67-й армии и была создана полковая тактическая группа, которую возглавлял Проценко. Задачей группы являлось проведения боевых действий южнее Пскова, с которой он и его бригада справились. В составе той же 67-й армии, с 8 января 1943 года, бригада участвовала в наступательной операции «Искра» с целью прорыва блокады Ленинграда.