26 августа 1943 года войска Воронежского фронта практически без паузы начали Сумско-Прилукскую операцию. 2 сентября 1943 года взвод лейтенанта Д. К. Потапова вновь форсировал Псёл севернее Сум и участвовал в штурме хутора Тополи. Разгромив в ходе наступления пять немецких дивизий, войска Воронежского фронта продвинулись на 270—300 километров на запад и в конце сентября вышли к Днепру. 26 сентября 1943 года лейтенант Д. К. Потапов, в ходе наступления переведённый на должность командира пулемётной роты 1-го стрелкового батальона 520-го стрелкового полка, в составе штурмового отряда под яростным огнём противника форсировал Днепр у села Вышгород. Десантники быстро захватили плацдарм на правом берегу реки, на который переправились основные силы дивизии. 28 сентября 1943 года Вышгород был полностью очищен от немцев. Появление советских войск непосредственно вблизи Киева вынудило немцев перебросить на этот участок фронта крупные резервы. К тому же немецкой авиации удалось разбомбить переправу через Днепр, что не позволило командованию 38-й армии ввести на плацдарм танки и тяжёлую артиллерию. 29 сентября немецкие войска перешли в контрнаступление под Вышгородом. Несколько дней подразделения дивизии отбивали многочисленные контратаки противника, но по решению командования в первых числах октября они были отведены за Днепр. 8 октября 1943 года лейтенант Д. К. Потапов со своей ротой переправился на Лютежский плацдарм и участвовал в ожесточённых боях за его удержание. В начале ноября 1943 года командованию 1-го Украинского фронта удалось скрытно сосредоточить крупные силы на Лютежском плацдарме. Именно отсюда 3 ноября 1943 года советские войска нанесли главный удар в ходе начавшейся Киевкой наступательной операции. Лейтенант Д. К. Потапов особо отличился в боях за освобождение города Киева в период с 3 по 5 ноября 1943 года.