С июля 1941 года Лавриненко М.И сражался в составе вновь формируемой на базе личного состава 55-й танковой дивизии 14-й отдельной танковой бригады Харьковского военного округа.
С 30 сентября по 25 октября 1941 года бригада обеспечивала фланг 38 армии.
Умело взаимодействуя со 199-й и 169-й стрелковыми дивизиями, бригада решительно наносила удары по фашистам.
18 октября 1941 года находясь в обороне д. Тарановка части бригады уничтожили до 500 вражеских солдат и офицеров.
В районе Дмитриевка, Кабыцы была разгромлена немецкая часть, противник потерял до 200 чел. убитыми, 15 пушек и 1 танк.
В районе Выползово, Шумаково, Солнцево в результате умелого применения танков при поддержке артиллерии было уничтожено до 1000 чел. фашистской пехоты, 16 танков и несколько орудий.
3 октября 1941 года Матвей Илларионович получил легкое ранение в голову.
В 1942 году подполковник Лавриненко М.И. - начальник штаба танковой бригады.
Умело организовал тесное взаимодействие частей, отлично поставил разведывательную службу.
В июле 1942 года подполковник Лавриненко М.И. назначается заместителем начальника штаба - начальником разведывательного отдела штаба 31-й армии.
24 февраля 1943 г. получил тяжелое ранение.
С 11 июня 1943 года гвардии полковник Лавриненко назначен начальником штаба 10-го танкового корпуса.
В период разгара ожесточенных оборонительных боев с немецкими захватчиками на Белгородском направлении (Прохоровка-Обоянь) умело организовал оперативное управление и расстановку боевых порядков соединений и частей корпуса.
За период оборонительных, а в дальнейшем - и наступательных боев на этом направлении и в направлении на Гайворон, Славгородок-Тростянец по 11 августа 1943 года, частями корпуса противнику был нанесен значительный урон в живой силе и технике.
В результате умелой подготовительной работы и организации управления войсками, корпус освободил Пирятин и штурмом овладел Яготином, Гребелкой, Переяславом, и первым, внезапно для противника, вышел 21 сентября 1943 года на левый берег Днепра.
В ночь на 27 сентября 1943 года под сильным артиллерийским и минометным огнем полковник Лавриненко организовывает строительство переправы и лично контролирует ход работы, а затем - переправу танков и других боевых и технических средств, что в итоге было выполнено без единой потери. Захват и удержание плацдарма обеспечило в дальнейшем успешное форсирование Днепра всеми соединениями корпуса.
В январе 1945 года гвардии генерал-майор танковых войск Лавриненко М.И. назначен заместителем командующего 5-го гвардейского танкового Сталинградско-Киевского ордена Суворова корпуса 2-го Украинского фронта.
В ходе наступления на город Комарно, находился в боевых порядках 21-й гвардейской Житомирской танковой Краснознаменной ордена Суворова бригады, обеспечивая выполнение боевой задачи.
08.01.1945 года, выполняя боевое задание на подступах к городу Комарно, Лавриненко М.И. был тяжело ранен, а 09.01.1945 года скончался от ран.
Похоронен в г. Киеве на ул. Цитадельной в Аносовском парке в братской могиле («Парк вечной славы»).