В действующей армии младший лейтенант В. М. Пономарёв с сентября 1942 года в должности лётчика 950-го штурмового авиационного полка 267-й штурмовой авиационной дивизии 1-го смешанного авиационного корпуса резерва Ставки Верховного Главнокомандования. В боях с немецко-фашистскими захватчиками Василий Михайлович участвовал с 22 октября 1942 года на Юго-Западном фронте. Воевал на штурмовике Ил-2. С 13 ноября 1942 года авиакорпус, в котором служил младший лейтенант Пономарёв, действовал в составе 17-й воздушной армии. Боевое крещение В. М. Пономарёв принял в боях под Сталинградом, совершив за период с 22 октября 1942 года по 31 января 1943 года 13 боевых вылетов на штурмовку и бомбардировку скоплений войск противника и объектов его военной инфраструктуры. Так 13 декабря 1942 года в составе группы из 6-ти Ил-2 Василий Михайлович участвовал в штурмовке аэродрома противника у станции Морозовская, во время которой было уничтожено 16 немецких самолётов. 30 декабря 1942 года он участвовал в налёте на железнодорожную станцию Усть-Белокалитвенская, где было повреждено несколько вражеских воинских эшелонов и взорван крупный склад горюче-смазочных материалов. За отличие в операциях «Уран» и «Малый Сатурн» В. М. Пономарёв был награждён орденом Красного Знамени.