בסוף קיץ תש"ז (1947) הגיע נתנאל לארץ, התיישב בראשון לציון והחל לעבוד בתיקון מכונות כתיבה. אט אט התערה בסביבה, ומדי פעם היה מבקר בבית מכרים מילדותו שגרו בירושלים.
בראשית מלחמת העצמאות התייצב נתנאל לשירות המולדת וצורף לגדוד "העמק", שבאפריל 1948 היה לגדוד 1 בחטיבה 11, חטיבת "יפתח". לחם כחייל בפלוגה ב' בקרבות הגדוד, בעיקר באזור הצפון.
באפריל 1948 הנחילו לוחמי "יפתח" מפלה ל"צבא ההצלה" הערבי שתקף את משמר העמק. ערב הכרזת המדינה ולקראת הפלישה הצפויה של צבאות סוריה ולבנון פעלו בגליל העליון המזרחי במסגרת מבצעי "יפתח" ו"מטאטא", במהלכם כבשו את צפת וטבריה. הם השתתפו בקרב עקוב מדם על משטרת נבי יושע, כבשו את מלכיה והדפו את הסורים מעמק הירדן. כוחות החטיבה ביצעו פשיטות אל מעבר לגבול במהלכן פוצצו את גשר הליטאני ואת מחסני התחמושת של הצבא הסורי.
ביוני 1948, לקראת ההפוגה הראשונה במלחמה, הורדה חטיבת "יפתח" לאזור המרכז, לסייע בקרב על פריצת הדרך לירושלים. לוחמיה השתתפו במבצע "יורם" בניסיון לכבוש את לטרון, ועם חידוש הלחימה בתום ההפוגה הראשונה השתתפה החטיבה במבצע "דני".
ב-8 ביולי 1948, לקראת תום ההפוגה, יצאו נתנאל וחבריו למסע של עשרה ימי קרבות, במהלכם כבשו כפרים עוינים ונחלו הצלחות רבות. בליל 17/18 ביולי 1948, לקראת תחילת ההפוגה השנייה, תפסו חיילי הגדוד את משלט שילתא אשר בחלקו המזרחי של רכס קוריקור (כיום בקרבת היישוב שילת בחבל מודיעין), כדי לאיים על אגפו של מערך הלגיון בלטרון.
עם בוקר, ביום י"א בתמוז תש"ח (18.7.1948), התברר כי כוח לגיון מחזיק בחלקו המערבי, השולט, של הרכס שחלש על הכביש לבית נבאללה. האויב הסתייע בשריוניות ותקף את הכוח במשלט משני כיוונים, ולוחמי "יפתח" נאלצו לסגת. בנסיגה הקשה, בשטח פתוח הנתון לאש צולבת, נפלו למעלה מארבעים לוחמים, ונתנאל ביניהם.
