В ноябре 1941 года в г. Черногорске из личного состава Красноярского и Черногорского аэроклубов был сформирован 679-й ночной бомбардировочный авиаполк (НБАП) на самолетах У-2. В его состав вошел и Анатолий Тимошенко. Аэроклубовцы были призваны в ряды Красной Армии и с ноября 1941 года стали военными летчиками. Сформированный полк был направлен сначала под Москву, а затем на Карельский фронт.

За время войны отважный летчик произвел 175 боевых вылетов, из них 82 боевых вылета на У-2, 93 боевых вылета на Ил-2. Уничтожил лично 10 складов с боеприпасами и 5 складов с горючим, 53 автомашины и 105 повозок с грузом, 31 орудие МЗА, 15 домов, 19 ДЗОТов и 40 землянок, 5 бронемашин, 4 лошади, 11 полевых орудий, 45 лошадей и до 300 человек живой силы, разбил одну переправу через реку, вывел из строя 6 паровозов, взорвал 30 метров железнодорожного полотна.