На начало войны - слушатель оперативного факультета Военной академии командного и штурманского состава ВВС Красной Армии в Москве. В июне 1941 года полковник Калиничев был срочно направлен в Ленинградский ВО округ по своей прежней специальности: в Новом Петергофе начиналось формирование 25-й отдельной кавалерийской дивизии. Такие спешно формируемые дивизии называли «лёгкими». Начальником ее штаба и был назначен полковник Калиничев.
25 июля в состав действующей 34-й армии Северо-Западного фронта вошла новая дивизия, состоявшая из трех кавалерийских полков, 900 сабель в каждом, и вспомогательных эскадронов. На вооружении имелись десятки станковых и ручных пулеметов, 21 орудие. Рядовой и сержантский состав набирался из добровольцев, командный в основном, из военных академий: командир дивизии комбриг Гусев Н.И. перед самой войной служил комиссаром Академии Генерального штаба, а начальник отдела связи штаба майор Ягджян С.А. преподавателем Академии связи.
Первой задачей 25-й дивизии стало прикрытие района сосредоточения передовых частей 34-й армии. 12 августа под Старой Руссой дивизия приняла участие в контрударе, направленном против стремительно прорывавшейся к Ленинграду немецкой группы армий «Север». Боевая задача: действия по тылам противника отдельными эскадронами в районе поселка Дедовичи. В этом рейде кавалеристам противостояли 32-я пехотная дивизия вермахта и дивизия СС «Мертвая голова». Продвинувшись через болота, они смогли выйти им в тыл и успешно атаковать, в этих боях получил ранение комдив Гусев.
18 августа от командарма был получен новый приказ: повернуть на северо-восток, соединиться с двумя стрелковыми дивизиями и приготовиться к наступлению. Задача была очень сложная: за два дня марша кавалеристам предстояло пройти более ста километров, часть пути проходила по открытой местности с преодолением многочисленных водных преград.
Уже в первое утро марша, 19 августа, дивизию обнаружила и атаковала вражеская авиация. В отсутствии зенитных средств, в течение суток кавалеристы потеряли больше половины личного состава и всю артиллерию. Остаткам кавдивизии удалось сосредоточиться юго-западнее Старой Руссы, в строю осталось всего около 800 бойцов. Но уже вечером того же дня их бросили в бой: в районе деревни Смолево была обнаружена и уничтожена колонна немецких мотоциклистов.
Немцы перешли в контрнаступление, 25-й дивизии поставили новую задачу: задержать врага, прикрыв отход главных сил 34-й армии за реку Ловать. 20 августа под деревней Петрухново под удар немцев попал штаб дивизии.
В именном списке потерь командно-начальствующего состава 25-й кавалерийской дивизии за период с 14 августа по 1 октября 1941 года (8-й отдел Главупра кадров Наркомата обороны 0513 от 14 декабря 1941 года) под номером один значится начальник штаба полковник Калиничев Пётр Михайлович, в графе «когда и по какой причине» записано: «без вести пропал 20.8.41. в р-не дер. Петрухново Лен.области».
При содействии администрации президента России в Центральном военном архиве Минобороны были рассекречены архивные материалы концлагеря в Мариборе (Словения). Благодаря им, военнопленный 44757 шталага XVIII-D (306) был идентифицирован как полковник Калиничев Пётр Михайлович, внесенный в Список советских офицеров, погибших, умерших и пропавших без вести в 1941 году, захороненных в Словении, под номером 35 (МО вх.1162 от 8.9.1999 г.). Умер в лагере 20 ноября 1941 года, захоронен в яме 29. Позже был перезахоронен на городском кладбище «Побрежье». На братской могиле советских военнопленных, где покоится его прах, ныне воздвигнут мемориальный комплекс, на одной из плит которого среди сотен других имен выбито по-словенски: Pjotr Kalinicev.