با شعله ور شدن آتش جنگ تحمیلی عراق علیه ایران اسلامی حسین و برادرش حمید امامی داوطلب شدند که در واحد های عملیاتی سپاه که آنروز ها مشغول جنگ بود درجبهه های خرمشهر خدمت کنند. شهید حسین امامی با توجه به اینکه در گذشته آموزش عملی جنگ را با نیروهای ضد انقلاب و نیروهای عراق طی کرده بود توانست به عنوان موثر ترین نیروهای یگان عملیات در اصلی ترین ماموریت ها شرکت نمایند تا اینکه در یکی از ماموریتها در مهر ماه 1359 در خرمشهر که به وی محول شده بود برای نجات یکی از برادران ارتشی که مجروح شده بود و احتیاج به کمک داشت جلو رفته و خود حسین هم به شدت از ناحیه پا مجروح شد زیرا روی مین رفته بود و با سعی فراوان پزشکان از قطع شدن پایش جلوگیری کردند با این حال عصب پایش قطع شد.
شهید امامی دوران نقاهت بیماری را می گذراند که خبر شهادت برادرش حمید امامی را شنید و بدین ترتیب حسین مصمم تر از قبل و با اینکه هنوز بهبودی کامل نیافته بود با انرژی به جبهه های حق علیه باطل باز گشت.
وقتی به آبادان بازگشت آن شهر تقریباً به محاصره دشمنان در آمده بود لذا طی زمانی کوتاه با جمع آوری باقیمانده وسایلی که کنار اروند رود در دید دشمن مانده بود و عقب کشیدن و آماده کارکردن آنها توانستند تدارکات لازم را از طریق آب انجام دهند و کلیه تدارکات و ترابری مهمات و نیرو را در بین آبادان و ماهشهر به عهده بگیرند و با موفقیت کامل این امر خطیر را که خود گامی در جهت شکستن حصر آبادان (به فرمان امام) بود به انجام برسانند. پس از احداث جاده زمینی، که طبعا اهمیت ترددهای آبی کمتر شده بود و به همین دلیل شهید حسین امامی به اتفاق چند تن از برادران دیگر واحد اطلاعات عملیات ، ستاد آبادان را که از اولین ستاد های عملیات بود تشکیل دادند و مشغول به جمع آوری اطلاعات از وضعیت دشمن شدند در طی این مدت که حسین در اطلاعات عملیات کار می کرد در یکی از ماموریت های با عراقیها در گیر شدند و چند تن از این مزدوران را به درک واصل کردند هنگامی که شهید امامی با دیگر برادران مشغول جمع آوری اطلاعات برای شروع عملیات ثامن الائمه(ع) بودند که بالاخره آرزوی همگی آنها برآورده شد و با انجام این عملیات پرشکوه عراقیها از آبادان خارج و حصر آبادان شکسته شد.
خاطره ای به نقل از خود شهید امامی :
در شروع عملیات والفجر مقدماتی همراه دوستانم به این جبهه رفته بودم در آنجا ما شبها برای هدایت دستگاه های مهندسی به جلو رفتیم که حتی یادم هست یک شب یکی از دستگاه های ما روی مین رفت و مختصر خسارتی برداشت در آن لحظات در اون بیابان و در تاریکی شب ناگهان صدای انفجار مین و خلاصه همه مسایلی که خود برادر ها بهتر می دانند انسان وقتی دقت می کند معجزه های خدا را به وضوح می بیند. جدا نگاه کنید در جایی ما باید با صدای مین شناسایی می شدیم و دشمن در صدد از بین بردن ما بر می آورند، فقط یکی از دستگاه های ما خسارتی جزیی بردارد مگر معجزه به چه می گویند آیا اینها خود نشان دهنده حمایت خدا از ما نیست.
شهید حسین امامی مدت 5 ماه در تیپ 15 امام حسن (ع) بود و پس از 5 ماه در شهریور 1362 به قرارگاه کربلا منتقل شد و در آنجا به عنوان معاونت طرح و عملیات قرارگاه کربلا در خدمت برادران بود،ضمن اینکه در جبهه های جنوب فعالیت داشت برای اولین بار با جبهه های غرب آشنا شد. طی سفری که به غرب داشت با فعالیت های مستمر و خستگی ناپذیر قرارگاه حمزه در غرب و کردستان آشنا شد. با شروع عملیات خیبر به قرارگاه نجف منتقل شد و تا آخر عملیات در آنجا بود. در این عملیات با یک گردان از لشکر 17 علی بن ابیطالب (ع) جهت تصرف قسمتی از جزایر مجنون راهی شدند و پس از تصرف جزایر مجنون برای تثبیت خط پدافندی در جنوب جزایر با برادران مهندسی شبانه خاکریز احداث کردند.