El a luptat pentru Armata Imperială Rusă în timpul primului război mondial, înainte de a trece de partea bolșevicilor în timpul războiului civil ulterior. În timpul acestui război, el a comandat Armata a 3-a, a 12-a și a 15-a a RSFSR.
În timpul Marii Epurări, Mejeninov a fost arestat după o încercare de sinucidere pe 20 iunie 1937. El a fost acuzat de spionaj pentru Germania nazistă, condamnat și executat mai târziu.[2][3]
În 1957, Mejeninov a fost reabilitat pentru că nu s-a găsit nicio dovadă a presupusei sale trădări.