1月27日，他被任命为哈医大一院首批援鄂医疗队队长兼临时党支部书记，率领45名医护人员逆行驰援武汉。

　　来到武汉后，医疗队进驻武汉协和医院西院四楼产科病区。该医院是新冠肺炎重症和危重症定点医院，四楼病房是协和西院危重症孕产妇定点科室。他被任命为四楼病区主任，特别之处的是他们还要负责患有新冠肺炎孕妇的救治，这既要保证母亲的平安，也要保证胎儿的安全，这是一手托两命。

　　于世寰迅速组织医疗队中呼吸内科、感染科和协和医院妇产科医生，先解读了《新冠肺炎诊疗指南》，又组织多学科讨论，探讨合并新冠肺炎孕妇治疗过程中药物和检查对孕妇的影响，制定了缜密的治疗方案，实施个体化精准治疗；制定了科室规范的医疗制度，加大了医疗质量管理，为高质量完成抗击疫情的任务奠定了理论和制度的保障。随后，他又被任命为协和西院战时医务处成员，参与了抗疫期间协和西院医疗流程和规范的制定以及运行病历质控和医疗质量检查，参编了武汉协和西院《重型危重型新冠肺炎诊疗指引》；还被任命为战时疑难危重死亡病例讨论专家组专家，提出了对疑难和死亡病例的分析和建议，在讨论会上或例行早会上与大家分享。

　　同时，他还为后续援鄂的哈医大一院第二批医疗队、内蒙古医疗队进行岗前培训，解读新冠肺炎诊疗指南，个人治疗的经验分享，自我防控的注意事项等。他把队员们的安危放首位，密切关注着队员们的身心健康。

　　在武汉抗疫的65天里，他所带领的团队共救治重症及危重症新冠肺炎患者106人（其中孕产妇43人），迎接新生儿26名，所有产妇母子均平安，治愈出院101人。

　　从武汉凯旋后，他又投入到哈尔滨的新冠密接病人诊治及发热门诊和隔离病房的工作中。