Он ждал каждый детый день как праздника. Благодаря своей настойчивости, он первым из молодых летчиков полка в апреле сорокового года показал отличные результаты в проверочном полете с Рыкачевым и в тот же день получил разрешение на самостоятельные полеты на боевом самолете И-16.

В те июньские дни 1941 года тренировочные полеты в полку чередовались с вылетами по тревоге.

С 15 июня Твеленев вместе с летчиками Гулибиным и Никоновым был включен в расчет для несения боевого дежурства на самолетах И-16, на которых, кроме боевых комплектов к пушкам и пулеметам, подвешивались также реактивные снаряды, балки, которые имелись лишь на четырех самолетах полка.

Заступив на дежурство в ночь с 21 на 22 июня 1941 года, Твеленев вместе с техником звена Цукановым и техником самолета Забышным тщательно осмотрел самолет, затем Твеленев занял свое место в кабине И-16. В три часа зазвонил телефон и прозвучал условный сигнал. В дежурном звене заканчивали пробу моторов, когда весь полк по тревоге прибыл на аэродром. Михаил Твеленев, как и многие в полку, поначалу не мог до конца поверить в то, что началась война. А потом просил своих командиров лишь об одном - включить в боевой расчет, который будет чаще вылетать на встречу врагу.

Уже первые дни войны показали, что то, о чем просил Михаил Твеленев, в последующем стало обычным, повседневным занятием летчиков полка. В составе звена Гулибина Твеленев 23 июня вылетел на аэродром Тарутино, с которого группа в составе пяти «МиГов», девяти «чаек» и трех И-16 два дня производила по три-четыре боевых вылета на штурмовку вражеских артиллерийских позиций па реке Прут. На звено самолетов И-16, имеющих реактивные снаряды, возлагались особо ответственные задачи: сопровождение ТБ-3, перевозивших технический состав 146-го авиаполка, полеты в Тирасполь и Котовск. Затем их посадили на второй аэродром, где вторая эскадрилья Рыкачева взаимодействовала с «чайками» 11-го легкобомбардировочного полка.

В один из тех дней пять Ме-109 штурмовали их аэродром в Цебриково. В дежурном звене были Голубев, Твеленев и Сафронов. Они едва успели сесть в самолеты. Запустив двигатель машины Голубева, стартер мчался к самолету Твеленева, когда «мессеры» уже открыли огонь. Летчики успели взлететь. Твеленев оторвался от земли и только начал убирать шасси, как был атакован двумя Ме-109. Он связал их боем. Вражеские истребители, прекратив штурмовку, бросились на Твеленева. Воспользовавшись этим, остальные наши самолеты взлетели с аэродрома н отогнали «мессеров».

Запомнился также полет в район Болгарайки, где майор Шестаков вел группу штурмовать конницу противника. Твеленев так увлекся штурмовкой, что, когда группа уже ушла, сделал еще два захода. На свой аэродром возвращался без единого патрона и горючего. Много неприятного пришлось выслушать от Шестакова, но все обиды остались позади, когда на второй день командир взял его в состав вылетавшей на боевое задание группы ведомых им самолетов.

Еще большей любовью проникся состав полка к Твеленеву, когда тот прикрыл в бою командира эскадрильи П. В. Полоза и, несмотря на повторные атаки вражеских истребителей, сопровождал его, раненого, до посадки на своем аэродроме.

Отмечая проявление некоторой медлительности как качество, присущее Твеленеву в обыденной жизни, бывший комиссар полка гвардии подполковник Н. А. Верховец впоследствии указывал на важную для Твеленева черту:

- Он был медлителен, но вот одна деталь: Михаил никогда не запаздывал с вылетом на боевое задание, всегда успевал туда, где он был более всего нужен как боец. Это говорит об огромной его самодисциплине.

Тяжелым для летчиков полка был боевой вылет 9 августа. Группа из двенадцати И-16 атаковала скопление пехоты противника и автотранспорта в районе Каторжино. В районе цели наши самолеты были обстреляны огнем зениток. Вели воздушный бой с двадцатью ПЗЛ-24. В результате пять самолетов противника были сбиты. В том вылете Твеленев участвовал в составе пятерки капитана Рыкачева, которая сбила три ПЗЛ-24. В одной из атак прямым попаданием был разбит картер мотора, и Михаил приземлился в поле в районе станции Карповка. Едва успел отбежать на безопасное расстояние, как его самолет взорвался. Твеленев направился в сторону Одессы и в тот же день на попутной автомашине добрался до полка.

Последний бой в небе Одессы сложился для Твеленева неудачно.

18 августа, вылетев в составе группы правым ведомым у Рыкачева, Твеленев после набора высоты увидел четыре Ме-109, которые шли встречным курсом. Михаил приготовился к атаке в лобовую.

Гитлеровцы, заметив нашу группу, продолжали полет, не меняя курса, и, когда приблизились, произвели залп. На самолете Твеленева был поврежден фонарь. Сам он получил осколочное ранение в лицо. Развернувшись в сторону своего аэродрома, Михаил обнаружил, что отказала система управления. Он совершил вынужденную посадку в районе Раздельной. При этом самолет его разбился. Сам он, тяжело раненный, попал в госпиталь, где ему пришлось пробыть до 20 ноября сорок первого года.

После госпиталя Михаил был направлен в формирующийся 792-й истребительный авиаполк, который находился в Закавказье. Обстановка с каждым днем осложнялась, и, чтобы успешно противостоять господствовавшей в то время авиации противника, приходилось собирать и объединять самолеты не только одного полка, но и дивизии. Так, в июне сорок второго по приказу командира дивизии полковника Степичева была собрана сводная группа из четырех Ил-2 и пяти ЛАГГ-3 с тем, чтобы под прикрытием полка Як-1 штурмовать вражеский аэродром в Харькове.

Взлетев к вечеру, наши летчики над Купянском сделали круг, поджидая, когда присоединятся «Яки», вышли к цели и с ходу пошли на штурмовку. Твеленев был в звене заместителем командира эскадрильи И. А. Пишкана. Огнем вражеских зениток был сбит один «ЛАГГ». Но и наши истребители были начеку и уничтожили два «мессершмитта», взлегевшие с аэродрома.

Бой был в разгаре, когда подошли «Яки» и сразу же вступили в схватку. В первой стычке с «мессерами» один «Як» загорелся. Твеленев был к нему ближе других и, убедившись, что Ме-109 не погнались за горящей машиной, решил взять его под защиту. Летчик на «Яке» приземлился вблизи вражеских позиций. Грозящую ему опасность Твеленев оценил в один миг и решил сесть рядом с горящим самолетом. Он видел, как летчик «Яка» покинул кабину, как из-за леса мчались к нему вражеские мотоциклисты. «Только бы успеть, только бы опередить немцев!» - этой мыслью жил в эти минуты Михаил и, не выбирая площадки, с ходу пошел на посадку. И вот машина остановилась возле горящего «Яка», летчик втиснулся в люк фюзеляжа, и Михаил дал обороты мотору на взлет.

Очереди гитлеровцев из автоматов были запоздалыми, и ЛАГГ-3 благополучно прибыл на свой аэродром. Героем дня стал Михаил Твеленев, которого представили к награждению орденом Красного Знамени.

После переформирования полка Твеленев в июле 1942 года был направлен командиром звена 10-го отдельною учебно-тренировочного полка 8-й воздушной армии. Там ему 17 августа было присвоено звание лейтенанта. В этой части он пробыл до 30 нюня 1943 года, занимаясь подготовкой командиров звеньев для воздушной армии. Во время учебы Твеленев за день мог совершать по 135-136 полетов по кругу и до 12-13 полетов в зону. Никто в полку не мог с ним сравниться в этом. Здесь он получил еще один орден Красного Знамени.

Все это время его не покидала надежда вернуться в 9-й гвардейский полк, где были его друзья, где он прошел хорошую боевую школу. В конце концов командование поддержало его стремление. Твеленев был назначен в 9-й полк командиром звена.

Шестаков, Алелюхин, Верховец, Никитин, Королев, почти весь старый инженерно-технический состав помнили Твеленева и с радостью встретили его возвращение. Он вошел в состав первой авиаэскадрильи, которой командовал его однокашник по Борисоглебской школе и соратник по героической обороне Одессы, гвардии капитан А. В. Алелюхин. Уже в первых боях Твеленев показал, что не забыл уроков, полученных в Одессе и в боях на Юго-Западном фронте.