С апреля 1942 по май 1943 года Пантелеев был помощником начальника Главного морского штаба. В его аттестации записано: «Характер имеет живой и энергичный. Любит морскую службу, хороший командир-моряк» [1004] .

Параллельно с работой помощника начальника Главного морского штаба Пантелеев редактировал журнал «Морской сборник». Неожиданно его вызвали в Кремль. После разговора с А.И. Микояном и Н.Г. Кузнецовым моряк узнал, что назначен командующим Волжской военной флотилией и что на Волге от неприятельских мин гибнут суда, в том числе баржи с нефтепродуктами. 8 мая он с Н.Г. Кузнецовым и наркомом речного флота З.А. Шашковым вылетел в Сталинград [1005] .

Командовал флотилией Пантелеев с 14 мая по 16 декабря 1943 года [1006] . Он сменил Д.Д. Рогачева, который не смог избежать потерь судов на Волге от ударов неприятельской авиации и поставленных самолетами мин. Рогачев не мог найти общий язык с речниками. Но Кузнецов добился, что все волжские пароходства оперативно подчинили командующему флотилией. Речники были обязаны передать суда с экипажами для переоборудования под боевые корабли; пилюлю для моряков речного флота нарком ВМФ подсластил тем, что Пантелееву дали право награждать не только моряков флотилии, но и отличившихся речников [1007] .

На командующего флотилией была возложена полнота ответственности за безопасность судоходства по Волге от Астрахани до Саратова, перевозки нефти и нефтепродуктов. В короткий срок Пантелеев устранил недостатки в противоминной и противовоздушной обороне. Под его руководством штаб флотилии разработал гибкую систему безопасности перевозок. В основе лежало закрепление определенных участков реки за мощными соединениями тральных сил.

Главную силу флотилии составили в кампанию 1943 года две бригады траления. Тральщики вели регулярную очистку от мин участков реки, проводили за тралами конвои. Для конвоирования судов, защиты их от ударов с воздуха и охраны наиболее важных участков реки существовали две бригады речных кораблей. Не только моряки, но и местное население следило за неприятельскими минными постановками. Часть кораблей Волжской военной флотилии использовали для перевозки грузов [1008] .

В первую очередь организовали сотни постов наблюдения за местами падения мин. К этой работе привлекли многочисленное местное население. Для ускорения движения караванов судов в качестве буксиров использовали канонерские лодки [1009] .

Моряки изучали тактику неприятельской авиации и, чтобы уменьшить потери, установили ложные бакены в стороне от фарватера. Германская авиация сбрасывала мины по ложным целям. В свою очередь, гитлеровцы стали сбрасывать вместо мин похожие на них предметы, которые было невозможно вытралить; об этом нововведении удалось узнать от местных жителей, которые отличали ложные «мины» по звуку падения [1010] .

Принятые меры позволили провести более 8 тысяч судов и перевезти более 7 миллионов тонн нефтепродуктов без потери танкеров. Действия Волжской флотилии высоко оценил командующий 62-й армией генерал В.И. Чуйков [1011] .

В кампанию 1943 года, после поражения германских войск в сражениях, неприятельская авиация была вынуждена ослабить минные постановки на Волге, и флотилии оставалось вытралить уже поставленные мины, чтобы устранить опасность для судоходства.

Кончились боевые действия на Волге. В конце августа поступил приказ часть кораблей Волжской военной флотилии передать во флотилию Днепровскую, командовать которой назначили В.В. Григорьева. Волжская флотилия продолжала траление и до наступления зимы уничтожила 751 немецкую мину [1012] .

Для Пантелеева нашли новое назначение. С декабря 1943 по июль 1944 года он был помощником начальника Главного морского штаба ВМФ. 29 января 1944 года Пантелеева произвели в вице-адмиралы [1013] .

С 30 августа 1944 по 15 апреля 1945 года Пантелеев командовал Беломорской военной флотилией [1014] .

Флотилия осуществляла охрану водных районов Арктики от подводных лодок, авиации и мин противника. Пантелеев сразу же после вступления в командование приказал командирам военно-морских баз настойчиво преследовать всеми силами обнаруженные подводные лодки противника. Для борьбы с подводной опасностью Беломорская военная флотилия получила 6 эсминцев, 10 больших охотников, противолодочные самолеты [1015] .

С конца июля 1944 года флотилия провела более 200 внутренних конвоев, обеспечила без потерь проводку 10 союзных конвоев в составе 123 транспортов. В 1945 году под руководством Пантелеева была усилена борьба с подводными лодками противника. Флотилия использовала авиацию и корабли. Из аттестации можно узнать: «Задачи и обстановку понимает быстро и правильно, по характеру спокоен и не суетлив. Вежлив и умеет наладить взаимоотношения как с лицами, так и с организациями. Полностью освоил сложный театр. Лично проверял части, побывал в самых отдаленных базах (Диксон, Новая Земля, Вайгач), лично проверял все батареи Белого и Карского моря. Грамотный адмирал с большим опытом и знаниями. Умело направлял работу своего штаба, умеет самостоятельно решать все возникающие перед ним задачи. Проделана большая работа по тралению Белого моря и отдельных участков Карского моря. План траления выполнен полностью» [1016] .