La Marina era una de les úniques branques de l'exèrcit soviètic que estava en plena preparació quan va començar la invasió alemanya de la Unió Soviètica. El 19 de juny havia estat posat en disposició número 2, i a mitjanit del 21 de juny el comandant en cap de la marina, l'almirall Kuznetsov, el va traslladar a disposició número 1. Com a cap d'estat major de la Flota Bàltica, Panteleyev va estar fortament involucrat en portar la flota a la preparació per a la guerra. A finals d'agost, durant la invasió, va participar en l'evacuació soviètica de Tallinn.
, comandant un destacament de coberta de vaixells de guerra soviètics, i l'1 de setembre es va fer càrrec d'una flotilla de transports, canoneres i altres vaixells per evacuar part del 50è Cos de Fusellers de Koivisto. Va descriure l'escena a Tallinn en el seu diari: "Ha rebutjat un fort atac a la ciutat durant la nit". L'enemic ha canviat de tàctica, infiltrant-se en petits grups... Tots els aeròdroms capturats pel enemic. Els nostres avions van volar cap a l'est. La flota i la ciutat estan sota bombardeig i bombardeig. Una Pirita encantadora que crema... Altres suburbis també cremen. Grans incendis a la ciutat. Es construeixen barricades a l'entrada del port. Fum per tot arreu... El foc dels vaixells i les bateries de terra no ha disminuït. El nostre punt de comandament al port de Minna està sota foc constant.