28 июля 1941 года в бою под Несвижем был тяжело ранен и оказался в плену. С пятой попытки ему удалось совершить побег и добраться до партизанского отряда. Начинал воевать обычным пулемётчиком. Активно участвовал во всех боевых операциях отряда, вскоре став командиром партизанской кавалерийской группы, а затем и командиром партизанского кавалерийского отряда. Во главе своего отряда совершал нападения на немецкие гарнизоны и отдельные группы солдат и офицеров противника, подрывал мосты, нарушал связь, громил автоколонны. Летом 1942 года отряд встретился со спецотрядом Градова (Ваупшасова) и через него установил связь с «Большой землёй». Противник неоднократно предпринимал против отряда Тихомирова карательные операции, однако все они окончились безуспешно. К концу 1942 года отряд под его руководством насчитывал порядка 300 партизан. В мае 1943 года он был преобразован в 12-ю кавалерийскую партизанскую бригаду численностью около 700 партизан[1].
В общей сложности за время своей деятельности бригада Тихомирова пустила под откос 93 эшелона, выведя из строя 93 паровоза,696 вагонов, цистерн и платформ, подорвала 2472 метра железнодорожного полотна, 6 железнодорожных и 90 обычных мостов, 8 танков,167 автомашин. В июне 1944 года она соединилась с частями Красной Армии[1].
Указом Президиума Верховного Совета СССР «О присвоении звания Героя Советского Союза белорусским партизанам» от 1 января 1944 года за «образцовое выполнение правительственных заданий в борьбе против немецко-фашистских захватчиков в тылу противника и проявленные при этом отвагу и геройство и за особые заслуги в развитии партизанского движения в Белоруссии» был удостоен высокого звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» за номером 3669[2].
Герои Советского Союза: Краткий биографический словарь / Пред. ред. коллегии И. Н. Шкадов. — М.: Воениздат, 1988. — Т. 2 /Любов — Ящук/. — 863 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-203-00536-2.
Всенародная борьба в Белоруссии. В 3 т. "Минск. «Беларусь». 1984.
