В годы войны был командиром электромеханической боевой части быстроходного тральщика «Т-203» («Патрон»). Доставлял авиабомбы из Кронштадта в Таллин. При бомбардировке близ о. Лавенсаари Митрофан Иванович был ранен, корабль повреждён, но задание удалось выполнить.

24 октября 1941 г. «Патрон» совершил последний поход, идя головным впереди дивизиона тральщиков на о. Ханко. Ночью судно подорвалось на мине в Финском заливе в районе маяка Кери и затонуло. Митрофан Иванович руководил спасением оставшихся в живых.

После госпиталя руководил боевой частью БТЩ-217. В феврале 1943 г. как опытного и подготовленного офицера его командируют за кораблями в США (база Лонг-Бич). По возвращению М. И. Ванюхин подготовил большую группу специалистов легководолазного дела.

 12 августа 1944 г. в составе Северного конвоя сопровождал большой транспорт «Марина Раскова» (Архангельск - о. Диксон). В Карском море караван был атакован фашистскими подводными лодками. Кроме Т-116, который возглавлял М. И. Ванюхин, все суда погибли. Ванюхин попал в госпиталь.

В феврале 1945 г. он возвращается в строй флагманским механиком отдельного отряда Тихоокеанского флота. Командирован на Аляску (база Колдбей) за кораблями, которые передавало СССР правительство США по лендлизу. Отвергнув предложение стать военным атташе  в США, возвращается в СССР.

Имеет 17 правительственных наград, в том числе:

орден Отечественной войны I степени, орден Отечественной войны II степени, орден Отечественной войны III степени, два ордена Красного Знамени, медаль «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.», медали за победу над Японией, медаль «За боевые заслуги».