Under krigen var han sjef for en eskortegruppe i Canada og deltok i eskortetjeneste for atlanterhavskonvoier. Monsen var skipssjef på korvetten «Potentilla» og gruppesjef for tre andre norske korvetter. I eskortetjeneste ledet Monsen sine skip i kamp mot tyske ubåter og senket flere av dem. Monsen var også skipssjef på jageren «Lincoln» og var sjef for 54. MTB-flotilje. Han var også stasjonert på Shetland, der han hadde ledende stillinger i marinens avdeling. Han var både stabssjef, sjef for operasjonsavdelingen og sjef for marinens shetlandsavdeling.