В мае 1941 года был призван Верхне-Мулинским райвоенкоматом Молотовской области на срочную службу в Красную Армию, служил в Бресте. В связи с началом Великой Отечественной войны, с июня того же года участвовал в боях с захватчиками на Западном фронте. После переформирования части был направлен в автобатальон, воевал на Калининском фронте. Был ранен, после госпиталя окончил школу младших командиров и продолжил боевой путь в разведке.

Проходил службу в составе 875-го стрелкового полка (158-я стрелковая дивизия, 6-я гвардейская армия, 3-й Белорусский фронт) в качестве разведчика. В ночь на 23 июня 1944 года, старший сержант Пономарёв в составе группы проник в тыл противника у населенного пункта Худолово, расположенного в Витебском районе Витебской области, и участвовал в захвате «языка». Также, он лично сразил трёх гитлеровцев, пытавшихся отбить пленного. 

К осени 1944 года был переведён в дивизионную разведку 154-й стрелковой дивизии, в составе которой он воевал до конца войны.

В ночь на 11 ноября 1944 года, старший сержант Пономарёв, будучи командиром отделения 239-й отдельной разведывательной роты (154-я стрелковая дивизия, 6-я гвардейская армия, 1-й Прибалтийский фронт), при выполнении разведывательного задания близ населенного пункта Лиэгенеки, расположенного на территории Латвии, напал на пулемет и расчет, а также захватил «языка». После этого, лично прикрывая отход группы, уничтожил несколько гитлеровцев, пытавшихся блокировать разведчиков его подразделения. 

Вскоре, 154-я стрелковая дивизия, в которой проходил службу Пономарёв, была передана в состав 2-й гвардейской армии, которая уже 20 декабря 1944 года была переподчинена 3-му Белорусскому фронту. Таким образом, несмотря на структурные изменения, он продолжил службу в том же боевом составе. 28 февраля 1945 года, в районе фольварка Розен, расположенного в Восточной Пруссии, в составе своего подразделения подобрался к позициям врага, и уничтожил вместе с бойцами около 10 гитлеровцев, гранатами подорвал огневую точку и захватил «языка».