В самом начале Отечественной войны 1812 года корпус Дохтурова оказался отрезанным от основных сил. Командование уже смирилось с его потерей. Но Дохтуров спас войска - смог вырваться и привести корпус в Дриссу, где он примкнул к армии Барклая де Толли. Бонапарт не смог признать столь непредсказуемое поражение и объяснил его погодными условиями: «Тридцать шесть часов подряд шёл проливной дождь, чрезмерный жар превратился в пронзительный холод… Сия ужасная буря спасла корпус Дохтурова». Именно после этого Наполеон приобрел привычку обвинять в своих неудачах русскую погоду.
Лето 1812-ого - во время сражения при Смоленске Дохтуров руководил обороной города. Он отбил все атаки французов. Но 18 августа Барклай де Толли приказал ему оставить Смоленск. Корпус Дохтурова прикрывал отход 1-й Западной армии. Дмитрий Сергеевич подхватил лихорадку, однако командования не сдал.
Бородинское сражение - Дохтуров командовал центром русской армии между батареей Раевского и деревней Горки. Когда Багратион был ранен, ему на замену был послан принц Александр Вюртембергский, который не решился приблизиться к передовой. Тогда Дохтуров принял на себя руководство всем левым флангом.
Ветеран войны 1812 года Федор Глинка вспоминал: «Я нашёл Дохтурова спокойно сидящим на барабане, ядра и гранаты осыпали его…» «Отражая мужественно опасности и ободряя примером своих воинов, он говорил: «За нами Москва! Умирать всем, но ни шагу назад!»
После сражения Кутузов встретил его со словами: «Позволь мне обнять тебя, герой!»
24 октября 1812 года – именно генерал Дохтуров сыграл решающую роль в победоносном исходе битвы под Малоярославцем. Он оборонял Малоярославец 36 часов! В результате Наполеон был вынужден свернуть на Смоленскую дорогу – это и определило исход кампании.
Филипп Поль де Сегюр, адъютант Наполеона, писал: «Помните ли вы злосчастное поле битвы, на котором остановилось завоевание мира, где двадцать лет непрерывных побед рассыпались в прах?»
Получается, что «завоевание мира» остановил генерал Дохтуров! Его подвиг был отмечен орденом Святого Георгия 2-й степени. Узнав о награде, он сказал: «Я, право, о сём очень мало забочусь. Теперь не до крестиков, когда Отечество в опасности».
1813 г.- Дохтуров получил свою последнюю награду - орден св. Владимира 1-й степени. За за участие в великой битве народов. 7 октября 1813г. вместе с другими победителями он вошел в Лейпциг.
1 января 1816 г. Дмитрий Сергеевич вышел в отставку. Большую часть своих личных сбережений он потратил на благотворительность. Самой дорогой своей наградой считал табакерку, полученную от сослуживцев. На ней было надпись: «Третий корпус, служивший с честью и славою под Вашим начальством в знаменитую 1812г. войну, подносит Вам в знак признательности табакерку с изображением подвига Вашего при Малоярославце и просит принять как памятник признательности». Он любил говорить, что самые большие недостатки русского народа выше достоинств иностранцев…
Умер генерал Дохтуров 14 ноября 1816 года.