После неоднократных просьб был направлен на фронт. С октября по декабрь 1942 года — командир звена в 246-м истребительном авиационном полку. В первом же воздушном бою на туапсинском направлении под селом Шаумян лично сбил 3 немецких истребителя «Bf-109 F». Также в течение октября сбил вооружённый 4-мя пушками и 6-ю пулемётами бомбардировщик — «Do-217».

С 18 декабря 1942 года П.М. Камозин — заместитель командира эскадрильи 269-го истребительного авиационного полка.

К концу марта 1943 года младший лейтенант П.М. Камозин совершил 82 боевых вылета на сопровождение бомбардировщиков, прикрытие войск, разведку и штурмовку. В 23-х воздушных боях лично сбил 12 вражеских самолётов.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 1 мая 1943 года за мужество и отвагу, проявленные в боях с немецко-фашистскими захватчиками, П.М. Камозину присвоено звание Героя Советского Союза.

В сражениях за Севастополь лётчики камозинской эскадрильи сбили 64 вражеских самолёта, 19 из которых записал на свой боевой счёт её командир. 31 декабря 1943 года П.А. Камозин с ведомым В. Ладыкиным вылетели на разведку. Возвращаясь на свой аэродром, в районе над селом Семь Колодезей, они заметили транспортный самолёт, сопровождаемый шестью истребителями «Ме-109». П.М. Камозин принимает решение – атаковать с ходу, и на максимальной скорости устремляется к цели, сбивая очередью транспортный самолёт. Когда Крым был освобождён от оккупантов, стало известно, что на борту этого самолёта находилось 18 немецких генералов, которые везли с собой награды и новогодние подарки для вручения своим солдатам и офицерам.