Вновь в Красную Армию был призван Орловским городским военкоматом в июне 1941 года. Воевал на Западном фронте помощником машиниста бронепоезда. В мае 1942 года был направлен в Казанское танковое училище. По его окончании в сентябре 1943 года он был командирован на Урал для получения новой техники для 10-го гвардейского Уральского Добровольческого танкового корпуса, и в конце года с воинским эшелоном отбыл на 1-й Украинский фронт. С 1 марта 1944 года старший лейтенант Д. М. Потапов в составе 63-й гвардейской танковой бригады 10-я гвардейского танкового корпуса 4-й танковой армии в должности командира взвода 2-го танкового батальона. Участвовал в Проскуровско-Черновицкой операции, освобождал Каменец-Подольский. Особо отличился в боях за город Львов в ходе Львовско-Сандомирской операции.