Участник войны с первых дней войны до октября 1941г.

С октября 1942г. воевал на Западном фронте.

В 1943г. служил в составе 644 ночного бомбардировочного авиаполка 213 ночной бомбардировочной авиадивизии.

На Орловско-Брянском направлении совершил 40 боевых вылетов на самолете У-2 (По-2).

В августе 1943г. переведен в звено связи 213 ночной бомбардировочной авиадивизии.

Совершил 527 вылетов по вопросам связи.

К январю 1944г. в составе 17 ночного бомбардировочного авиаполка.

В ночь с 10 на 11 января экипаж: летчик старшина Шемонаев и штурман старший лейтенант Княгиничев Владимир Павлович совершил 3 боевых ночных вылета (данные из полетной книжки Княгиничева В.П.).

В ночь на 07 февраля экипаж: летчик старшина Шемонаев, штурман младший лейтенант Асаула Степан Петрович, в районе д.Терешки был обстрелян малокалиберной зенитной артиллерией противника. Был пробита левая нижняя плоскость. Экипаж невредим.

В 1944г. полк участвовал в Оршанско-Витебской, Вильнюсской и Каунасской операциях, бомбардировал позиции противника в Восточной Пруссии.

К средине октября 1944г. младший лейтенант Шемонаев совершил 46 боевых вылетов ночью. Подготовил к боевой работе экипаж: летчик младший лейтенант Сидорчук Дмитрий Кириллович, штурман младший лейтенант Занин Виктор Иванович.

Был представлен к ордену Отечественной войны I степени. Приказ о награждении от 28 октября 1944г.

С декабря 1944г. служил в составе 1 агитационной авиаэскадрильи.

Совершил 62 боевых вылета на разбрасывание листовок среди войск противника в Восточной Пруссии.

Приказом от 30 мая 1945г. лейтенант Шемонаев был награжден орденом Отечественной войны II степени. 

Награжден медалью «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.» .

За долголетнюю и безупречную службу в 1949г. награжден медалью «За боевые заслуги», в 1954г.- орденом Красной Звезды.

Капитан Шемонаев был уволен в запас 04 сентября 1954г.