В сентябре 1938 года  Глядянским РВК Челябинской области был призван в ряды Красной Армии. Боевой путь начал   весной 1938 с Финской войны, затем, с начала войны с Японией, их часть перебросили на восток, где он участвовал в битве за Халхин- Гол.

Митрофанов П.Я. с  первых дней Великой Отечественной войны  в звании ефрейтора в составе 813 Батальона аэродромного обслуживания 77 Района авиационного базирования Украинского Фронта воевал с фашистскими захватчиками.  Служил водителем автомашины ЗИС-5 со дня создания батальона, доставляя боеприпасы, горючее, продовольствие, обеспечивая боеспособность  15 авиационных полков, за что имел от них только хорошие и отличные отзывы и  многочисленные благодарности от командования полков и батальона авиационного обслуживания. Его машина всегда была исправной, а он готов был выполнить любое боевое задание, не считаясь со временем и трудностями, отдавая для этого все свои силы и умение.

           Ефрейтор Митрофанов П.Я. трижды бал легко ранен, неоднократно чудом оставался жив.  За свои боевые заслуги награжден Орденом Великой Отечественной войны 2-й степени и двумя медалями «За отвагу». Пройдя в составе Украинского фронта всю Европу, закончил свой боевой путь в Польше.