В Красной армии с 1918 года. Участник Гражданской войны. В апреле 1918 года Карбышев назначается в Коллегию по обороне страны при Главном военно-техническом управлении РККА. В июле 1918 года — начальником отдельного инженерного управления Северо-Кавказского военного округа. Весной 1919 года — главным руководителем всех оборонительных работ Восточного фронта. Участвовал в строительстве Симбирского, Самарского, Саратовского, Челябинского, Златоустовского, Троицкого, Курганского укрепленных районов; обеспечивал форсирование рек Уфимки и Белой, начало наступления на Сибирь, проектировал оборонительные сооружения Уральска. С января 1920-го — начальник Управления военно-полевых строительств. Руководил работами по восстановлению железнодорожного моста через Иртыш в Омске, укреплял Забайкальский плацдарм. В 1920 году был назначен начальником инженеров 5-й армии Восточного фронта. С октября 1920-го — заместитель начальника инженеров Южного фронта, руководил строительством укреплений на Каховском плацдарме. В ноябре 1920 года руководил инженерным обеспечением штурма Чонгарских укреплений и Перекопа. В 1921–1923 годах — помощник, заместитель, а затем начальник инженеров вооруженных сил Украины и Крыма. В 1923–1926 годах — председатель Инженерного комитета Главного военно-инженерного управления РККА. С 1926 года — преподаватель в Военной академии имени М.В. Фрунзе. В 1929 году был назначен автором проекта «Линий Молотова и Сталина». В феврале 1934-го — начальник кафедры военно-инженерного дела Военной академии Генштаба. 5 декабря 1935 года присвоено звание дивинженер. С 1936-го — помощник начальника кафедры тактики высших соединений по инженерным войскам Военной академии Генерального штаба. В 1938 году окончил Военную академию Генерального штаба. 23 октября 1938 года утвержден в ученом звании профессора. В 1940 году ему присвоено звание генерал-лейтенанта инженерных войск. В 1941 году — ученая степень доктора военных наук. Участник советско-финской войны 1939–1940 годов. В составе группы заместителя начальника Главного военно-инженерного управления по оборонительному строительству вырабатывал рекомендации войскам по инженерному обеспечению прорыва линии Маннергейма.

К слову сказать, Дмитрию Михайловичу Карбышеву принадлежит наиболее полное исследование и разработка вопросов применения разрушений и заграждений. Его вклад в научную разработку вопросов форсирования рек и других водных преград огромен. Он опубликовал более 100 научных трудов по военно-инженерному искусству и военной истории. Его статьи и пособия по вопросам теории инженерного обеспечения боя и операции, тактике инженерных войск были основными материалами по подготовке командиров Красной армии в предвоенные годы.

Награжден орденами Красной Звезды (1938) и Красного Знамени (1940).

Неразбериха и хаос царили не только на Западном фронте, но и на других фронтах. Как подчеркивал Д.А. Волкогонов, «в первые дни и недели войны высшее и фронтовое руководство, ошеломленное непредвиденным развитием событий, вносило своими неадекватными обстановке действиями еще больше путаницы. Бесконечные перемещения, отсутствие гибкого взаимодействия, утрата управления соединениями и объединениями, незнание истинной обстановки лишь усугубляли и без того крайне тяжелое положение войск». Подкрепляя это фактами, в своей книге он приводит воспоминания командира 8-го механизированного корпуса Юго-Западного фронта Д.И. Рябышева, которые тот направил в Генштаб в специальной записке: «Только в 10.00 22-го мной был получен приказ командующего 26-й армией о сосредоточении корпуса западнее г. Самбор… Совершив 80-километровый марш к 23.00, войска корпуса сосредоточились в указанном районе. В 22.30 получен новый приказ: к 12.00 23-го корпус должен выдвинуться на 25 км восточнее Львова. Во второй половине дня корпус, переданный уже 6-й армии, получил указание выйти в р-н Яворов… Вышли. В 23.00 командующий Юго-Западным фронтом своим приказом поставил новую задачу: выйти в р-н Броды и с утра 26-го нанести удар по противнику в направлении Берестечко. А перед этим за полутора суток корпус совершил 300-километровый марш… В районе Броды 8-й механизированный корпус сосредоточился 25 июня. С утра перешли в наступление, достигнув частичного успеха, но в целом корпус задачу не выполнил. Горючего не было. В воздухе — только немецкая авиация. В 4.00 27-го получили новый приказ: корпус отводился в резерв фронта. Начали отвод. В 6.40 — новый приказ: нанести удар по противнику в направлении Броды — Дубно. Но войска уже начали отход. В 10.00 на КП корпуса прибыл член Военного совета Юго-Западного фронта корпусной комиссар Н.Н. Ватутин, который, угрожая мне расстрелом, требовал выполнения приказа… Позже было установлено, что намечаемое ранее штабом фронта наступление было отменено… Лишь 2 июля, занимая оборону в составе двух дивизий, узнали, что приказ о наступлении давно отменен… Выходили из окружения по частям. По приказу командующего фронтом отошли в район Проскуров. Послали донесение в штаб фронта в Житомир, но город был уже взят противником…»

В ходе сражения под Луцком — Ровно — Бродами были разбиты части 4-го, 15-го и 16-го, а также 9-го, 19-го и 22-го механизированных корпусов Красной армии из состава Юго-Западного фронта. А ведь на Юго-Западном направлении находилась самая мощная группировка советских войск, так как главный удар противника высшим военным руководством СССР ожидался на Киев.

Юго-Западный фронт, образованный на базе Киевского особого военного округа 22 июня 1941 года, включал в себя войска четырех армий: 5-й, 6-й, 12-й и 26-й. И здесь, как, впрочем, и на других фронтах, не было завершено сосредоточение и развертывание. Например, в непосредственной близости от границ находилось 9 дивизий, а 6 располагались в 50–100-км полосе. Кроме того прибывали войска 16-й и 19-й армий, из состава которых к 22 июня сосредоточилось только 10 дивизий.

К слову сказать, даже не будучи полностью укомплектованными, советские войска значительно превосходили группировку противника, что ничуть не помешало пехоте вермахта за первые 20 дней пройти от границы более 200 километров. Уже 9 июля немецкие войска заняли город Житомир и стремительно продвигались вдоль Житомирского шоссе на столицу Украины — город Киев.

Но вернемся в первый день войны. Как фиксирует в своем труде В.А. Анфилов, «главный удар группа армий “Юг” под командованием генерал-фельдмаршала Рундштедта наносила в направлении Соколь, Дубно. В отличие от других групп армий, при прорыве пограничных укреплений в первом эшелоне наступили пехотные соединения.