В начале Великой Отечественной войны генерал-лейтенант Ефремов воевал в должности командующего 21-й армией Западного фронта, которая вела ожесточенные бои на Могилевском направлении. 7 августа 1941 г. он назначен командующим войсками Центрального фронта. В конце июля соединения армии приковали к себе значительные силы немецких войск и задержали их продвижение к Днепру.

В октябре 1941 г. генерал-лейтенанта Ефремова назначают командующим 33-й армией. Это назначение стало для него судьбоносным. В конце ноября 1941 г. армия Ефремова занимала оборону в условиях непосредственного соприкосновения с противником по реке Нара, испытывая недостаток сил и средств. Севернее оборонялась 5-я армия генерал-лейтенанта Говорова, а южнее — 43-я армия генерал-майора Голубева.

1 декабря 1941 г. группа армий «Центр» под командованием генерал-фельдмаршала фон Бока предприняла очередную попытку фронтального прорыва к Москве в районе н.п. Апрелевка, всего в 25 км от Москвы. Целью противника было расчленить и уничтожить войска 5-й и 33-й советских армий и в дальнейшем, действуя вдоль Киевского и Минского шоссе, выйти к столице. Утром 1 декабря после сильнейшей артиллерийской и авиационной подготовки немцы начали наступление. Северо-западнее Наро-Фоминска две немецкие дивизии, используя более чем пятикратное превосходство в силах, прорвали оборону 222-й стрелковой дивизии 33-й армии и заняли ряд новых территорий.

Командующий Западным фронтом генерал армии Г. К. Жуков отдал приказ М. Г. Ефремову нанести ответный удар по врагу. С целью выполнения приказа оперативной группой 33-й армии был разработан план действий по уничтожению прорвавшегося противника. В операции принимали участие около 120 танков, стрелковая бригада, полк НКВД и два лыжных батальона.

2 декабря 136-й отдельный танковый батальон и части 76-го стрелкового полка НКВД выбили немцев из Петровского, а 3 декабря при поддержке 18-й стрелковой бригады танкисты, успешно применив танковую контратаку с десантом пехоты, завершили разгром полка противника, который, понеся тяжелые потери, был вынужден отступить.

В результате операции Ефремова советские войска сорвали последнюю попытку немецких войск прорваться к Москве и вскоре начали оттеснять немцев от столицы, обеспечивая перелом в ходе боев.

В ходе начавшегося 5 декабря 1941 года контрнаступления под Москвой 33-я армия под командованием генерал-лейтенанта Ефремова к 26 декабря полностью освободила Наро-Фоминск, 4 января 1942 г. — Боровск, а 19 января — Верею.

И. М. Г. Ефремов с семьей

К этому времени 33-я армия нуждалась в пополнении личным составом, техникой и боеприпасами. Однако неожиданно 17 января 1942 г. от командующего Западным фронтом генерала армии Жукова приходит приказ Ефремову наступать на Вязьму.

Это наступление части сил Западного фронта (понесших в предыдущих боях большие потери) началось 26 января. По советскому замыслу 33-я армия и силы кавкорпуса Белова должны были содействовать окружению львиной доли группы армий «Центр» во взаимодействии с ударом на Вязьму с севера Калининского фронта, в авангарде которого двигался 11-й кавалерийский корпус. Но отсутствие достаточных сил и средств, тяжелые зимние условия и, самое главное, усилившееся сопротивление немцев (получивших подкрепления) не привели к ожидаемому скорому успеху. Противник нанес сильные контрудары во фланг ударной группы генерала Ефремова, и она сама оказалась в окружении в глубоком тылу немцев.

Генерал не растерялся в этих тяжелых условиях и сумел организовать эффективное сопротивление врагу, создав круговую оборону. Шла мобилизация местного населения, работал воздушный мост на большую землю. Но время шло, силы немцев постоянно возрастали. Немецкое командование было полно решимости избавиться от жизнеспособных советских сил вблизи своих жизненно важных коммуникаций сразу после того, как сойдет снег и земля немного подсохнет. Силы ефремовцев в тот период составляли примерно 10 тыс. человек.

Первое место захоронения М. Г. Ефремова

Жуков приказал Ефремову прорываться через партизанские районы в общем направлении на Киров. Последний, считая, что путь на Киров слишком длинен для его утомленной группы, обратился по радио непосредственно в Генштаб с просьбой разрешить ему прорваться по кратчайшему пути — через реку Угру.

Несмотря на несогласие Жукова, Сталин одобрил предложение Ефремова и приказал организовать встречный удар силами фронта. Такой удар был подготовлен и осуществлен 43-й армией. Но когда до окруженной армии Ефремова оставалось не более двух километров, немцы нанесли нашим войскам тяжелые потери и вынудили перейти к обороне. Наступление 43-й армии захлебывалось в крови.

2 апреля 1942 г. немцы предложили Ефремову сдаться. Листовка-ультиматум была подписана германским Верховным командованием. В ответ на это по запросу Ефремова советская фронтовая авиация нанесла бомбовый удар по штабу немецких частей, окружавших 33-ю армию.

9 апреля Ставка Верховного главнокомандования прислала за Ефремовым самолет, чтобы вывезти генерала из окруженной армии и спасти его жизнь, однако Ефремов отказался бросить солдат. Он отправил на самолете знамена армии, чтобы они не достались врагу, а офицеру связи сказал: «Командовал войсками армии в окружении, и если случится, то и умирать буду с бойцами».

13 апреля 1942 г. штаб фронта дал 33-й армии разрешение на выход из окружения. Однако полученное разрешение запоздало — личный состав к этому времени совсем обессилел. Боеприпасы иссякли. Снег растаял, а солдаты были обуты в валенки. Разлилась Угра. К 18 апреля под личным командованием Ефремова осталось примерно 2000 человек. Лишь небольшим группам удалось прорваться на другой берег Угры и добраться до своих. При выходе из окружения генерал Ефремов получил ранение и потерял возможность идти самостоятельно. Солдаты, уважавшие и любившие командира, несли его на своих плечах.

Немцы с почестями похоронили тело мужественного военачальника за алтарем церкви Живоначальной Троицы в селе Слободка Смоленской области, в стенах которой содержали пленных. При похоронах немецкий генерал обратился к своим солдатам: «Сражайтесь за Германию так, как сражался Ефремов за свою Россию».

После освобождения местности от врагов в 1943 г. останки М. Г. Ефремова были торжественно перезахоронены в городе Вязьме на Екатерининском кладбище. В 1946 году на могиле был установлен памятник работы скульптора Е. В. Вучетича. Указом Президента Российской Федерации от 31 декабря 1996 г. «за мужество и героизм, проявленные в борьбе с немецко-фашистскими захватчиками в Великой Отечественной войне 1941–1945 годов» генерал-лейтенанту Ефремову Михаилу Григорьевичу посмертно присвоено звание Героя Российской Федерации.

Генерала М. Г. Ефремова сравнивают с другими генералами-современниками. Наиболее яркое и частое сравнение — с генералом А. А. Власовым. Поначалу их судьбы сложились очень похоже: оба командовали армиями, и 2-я ударная, и 33-я ушли в глубокий прорыв, затем обе были отрезаны и окружены. Однако генерал А. А. Власов сдался в плен, изменил присяге и служил вермахту, а Михаил Григорьевич Ефремов оружия не сложил и последний патрон истратил по назначению, выбрав между жизнью и честью — последнее. Вышедшие из окружения солдаты Власова оказались под подозрением (после войны на многих из них смотрели через призму предательства Власова). Смерть же Ефремова «обелила даже тех малодушных, которые дрогнули в трудную минуту и бросили своего командующего, чтобы спастись в одиночку». Вышедшие из окружения бойцы 33-й армии были награждены уже в мае 1942 г.: командиры были удостоены ордена Красного Знамени, а рядовой и начальствующий состав — орденами Красной Звезды или медалями.