С 14 августа 1941 года Иванов был начальником штаба 51-й отдельной армии, войска которой обороняли Крым. В сентябре 1941 года они отразили попытку противника с ходу прорваться через Перекопский перешеек на Крымский полуостров. Со 2 октября армия вошла в состав Южного фронта, а с 22 октября — в подчинение Войск Крыма. С 18 октября армия вела упорные оборонительные бои с превосходящими силами противника на Ишуньских позициях и Чонгарском перешейке. Михаил Иванов руководил штабом армии, обеспечивая командующему твёрдое управление войсками в резко меняющейся обстановке.