Tras el oportuno entrenamiento pasó a las filas de la Fuerza Aérea Soviética (VVS).

Durante la II Guerra Mundial, Kamanin comandó varias unidades aéreas en el frente ucraniano y desarrolló nuevas tácticas para el Ilyushin Il-2 Sturmovik.

En 1971, se produjo el mortal accidente de la Soyuz 11, donde los tres tripulantes murieron debido a una fuga de aire y no llevar trajes espaciales.

Tras él fue acusado de no haber preparado adecuadamente a la tripulación para afrontar una incidencia así.

Kamanin consideró que la decisión había sido injusta, pues la fuga era imposible de taponar a tiempo y él había solicitado reiteradamente que los cosmonautas llevaran trajes espaciales.