В 1944 году Алексей Пономарев был призван в ряды Красной армии. В составе 4-го гвардейского Кубанского казачьего кавалерийского корпуса воевал против немецко-фашистских захватчиков на 1-м Белорусском и 2-м Украинском фронтах.
Казачьи соединения в годы Великой Отечественной войны упорно сражались и как пехота, и как кавалерия. Воевали бесстрашно, при отсутствии паники, при хорошей разведке, организуя внезапные контратаки и смелые рейды по тылам противника. Сказывался боевой опыт их предков.
В составе 1-й конно-механизированной группы под командованием генерал-лейтенанта И.А. Плиева гвардии младший сержант А.Д. Пономарев участвовал в боевых действиях во время Белорусской наступательной операции «Багратион» (23 июня — 29 августа 1944 года), в расчленении, окружении и разгроме Минской, Барановичской и Брестской группировок противника, в освобождении городов Столбцы, Минск, Барановичи, Слоним.
В дальнейшем принимал участие в освобождении Румынии (Трансильвании), Венгрии и Словакии в ходе Дебреценской (6–28 октября 1944 года), Будапештской стратегической (29 октября — 31 декабря 1944 года) и Братиславско-Брновской (с 25 марта 1945 года) наступательных операциях.
Командир отделения 2-го эскадрона 40-го гвардейского кавалерийского Кубанско-Барановичского Краснознаменного ордена Александра Невского полка гвардии младший сержант А.Д. Пономарев особенно отличился в боях в районе города Нове-Замки (Венгрия) в конце марта 1945 года. В наградном листе сказано, что «28 марта 1945 г. при форсировании реки Нитра 40-й гв. каз. кав. полк вел тяжелый бой. Немцы на противоположном берегу реки укрепились на заранее подготовленных рубежах, подтянули большое количество самоходных пушек и бронетранспортеров и яростно сопротивлялись.
Мл. сержант Пономарев был послан разведать расположение обороны и огневых точек противника. Он вплотную подполз к немецким траншеям, но был обнаружен группой немцев и вступил с ними в неравный рукопашный бой. Трех фашистов тов. Пономарев уничтожил, но сам был тяжело ранен.
Гитлеровцы набросили тов. Пономареву на шею веревку и поволокли в траншею.
Они резали его ножами, кололи штыками, били тупым железом, добиваясь получить сведений от него о наших частях. Мужественный гвардеец-герой мл. сержант Пономарев не проронил ни одного слова о разглашении военной тайны о наших частях.
Не добившись никаких данных от Пономарева, в лютой злобе гитлеровцы облили его бензином, подожгли и выбросили из траншеи. Принимая мучительную смерть, тов. Пономарев, окутанный пламенем огня, изнемогая, из своих последних сил закричал: “Казаки-гвардейцы, я умираю за славу нашей Родины, за Великого Сталина, отомстите фашистам”.
Последние слова гв. мл. сержанта Пономарева были услышаны казаками-гвардейцами, и они ответили на мучительную, но геройскую смерть своего боевого товарища. Стремительным наступлением враг был выбит, свою задачу полк выполнил.
Гв. мл. сержант Пономарев во имя интересов народов нашей Социалистической Родины отдал свою жизнь в борьбе с немецко-фашистскими захватчиками.
Ходатайствую о присвоении ему посмертно звания Героя Советского Союза.
Командир 40-го гв. каз. кав.
Кубанско-Барановичского Краснознам.
ордена А. Невского полка
гвардии подполковник Макаров.
26.04.1945 г.».