После отставки, в январе 1913 года с поста московского городского головы Н.И. Гучкова долго не могли найти достойного преемника. В результате выборов на этот пост последовательно избирались князь Г.Е. Львов (в начале 1913 года), профессор С.А. Чаплыгин (в марте 1913 года), Л.Л. Катуар (в октябре 1913 года). Однако, ни один из кандидатов не был высочайше утвержден императором Николаем II. Наконец, на этот пост в 1914 году был выдвинут М.В. Челноков, который получил поддержку Государя. Вступив на эту должность 27 ноября, М.В. Челноков вышел из кадетской партии.
Находясь на посту московского городского головы, он не оставлял и целого ряда других должностей. Будучи многолетним гласным Московской городской думы, входил в комитет по устройству в Москве Музея прикладных знаний и был его хранителем, являлся членом Московского губернского по промысловому налогу присутствия и Московского особого по городским делам присутствия, входил в комиссию по разбору и призрению нищих, был попечителем Красносельского Городского 2-го начального мужского училища. Во время Первой мировой войны Челноков, возглавляя Всероссийский Союз городов, был членом Главного комитета Всероссийского земского союза, заместителем председателя Московского Военно-промышленного комитета, непременным членом Императорского Московского комитета Великой княгини Елизаветы Федоровны по оказанию благотворительной помощи семьям лиц, призванных на войну.
Деятельность М.В. Челнокова на посту московского городского головы совпала с Первой мировой войной. К сожалению, последовавший за ней катаклизм 1917 года, стер в памяти многих подвиги воинов и колоссальные усилия работников тыла — героические страницы времени, которое современники называли «Вторая Отечественная война». Сложная внутренняя и внешнеполитическая ситуация определили поле деятельности городского головы в этот период, когда Москва стала главным военно-промышленным, медицинским и реабилитационным центром. Сюда прибывали увечные и раненые воины с разных фронтов войны.
Огромный груз забот лег на плечи городского головы. М.В. Челноков решал вопросы, связанные со снабжением армии, с оказанием помощи раненым. С первых дней войны он сумел сплотить представителей всех сословий для самоотверженной работы в пользу русской армии и фронта. В Москве были созданы Всероссийский Земский союз помощи больным и раненым воинам и Всероссийский Союз городов — общероссийские организации либеральных помещиков и буржуазии. Во главе Всероссийского Союза городов М.В. Челноков оставался до апреля 1917 года. Представители обоих союзов выступали за «обновление» состава правительства и введение в него буржуазных деятелей. Их лидеры в дальнейшем принимали участие в разработке дворцового переворота, надеясь, сменой царя и образованием «ответственного министерства» во главе с князем Г.Е. Львовым, не только довести войну до победного конца, но и предотвратить революцию.
Вскоре после начала войны вследствие «слепого» патриотизма в Москве, произошел постыдный немецкий погром. Толпа, к которой примкнул московский обыватель, прошла по городу с пением гимна и портретами царственных особ, громя магазины, принадлежащие лицам немецкой национальности или носившие немецкие фамилии. Были разгромлены кондитерские магазины Эйнема и другие… в том числе — Магазин готового платья на Тверской, одевавший всю московскую аристократию. Из окон магазина выбрасывали охапками готовое платье, которое толпа тут же расхватывала, а со второго этажа грохнули на мостовую великолепный рояль, который, конечно же, развалился на куски.
Московским градоначальником был в те дни небезызвестный владелец имения Архангельское князь Юсупов, граф Сумароков-Эльстон. «Он выехал к месту погрома, но никаких мер не принял…» — вспоминал в своих мемуарах представитель известной купеческой династии Алексеевых-Покровских — Николай Иванович Алексеев.
Порядок в городе был восстановлен только благодаря энергичным действиям городского головы М.В. Челнокова.
На первом же заседании Московской городской думы, созванном после объявления всеобщей мобилизации, было принято постановление: ассигновать из городских средств 1 миллион рублей на организацию врачебно-санитарной помощи армии и 50 тысяч рублей на помощь семьям лиц, призванных на войну. Думе было ясно, что правительству нужна помощь, что оно не сможет справиться собственными силами. Было решено призвать на помощь московское общество и обратиться к нему с призывом о пожертвованиях. Население широко откликнулось на призыв московского городского головы и в городскую кассу стали поступать средства, сверх того, устраивались специальные сборы по городу. От этих сборов с начала войны до 31 июля 1916 года поступило 2248 тысяч рублей. Эта двухмиллионная помощь послужила существенной поддержкой армии и населению.