Дмитрий Дегтярев на второй день Великой Отечественной войны подал заявление в военкомат с просьбой о направлении на фронт. Ребят, которым было 17 лет, в армию не взяли. После очередной попытки попасть на фронт их направили в пехотное училище. Обучение шло по сокращенной трехмесячной программе. Дмитрия Дегтярева, получившего погоны лейтенанта, направили на Сталинградский фронт. Пекло Сталинграда он прошел от начала до конца — сначала в рядах защитников города на Волге, а потом — освободителей. В боях был дважды ранен. После второго ранения его хотели направить в военное училище, но когда командование узнало, что Дмитрий Харлампиевич родом с Кубани, то его зачислили командиром эскадрона в 4-й гвардейский Кубанский казачий корпус.
С боями прошел от Сталинграда до Праги. В одном из боев он попал под прицел немецкого снайпера, но по счастливой случайности в момент выстрела чуть повернулся в сторону. Снайпер целился точно в сердце, но пуля прошла по касательной, ранив в грудь. Свой День Победы встретил в эшелоне, вместе с ранеными.