В 1871 году В. И. Дмитровский получил в командование 6-й гренадёрский Таврический полк, а с началом русско-турецкой войны 1877—1878 гг. был назначен начальником штаба 8-го армейского корпуса, участвовал в переправе через Дунай у Зимницы. Явившись на этом посту ближайшим помощником генерала Ф. Ф. Радецкого, Дмитровский тесно связал с ним своё имя при обороне Шипки и был награждён чином генерал-майора (15 июня 1877 г.), орденами Святого Станислава 1-й степени с мечами (1877 г.), Святой Анны 1-й степени с мечами (1878 г.) и Святого Владимира 2-й степени с мечами (1879 г.), а также Черногорской золотой медалью «За храбрость» (1879 г.); 31 января 1878 г. был удостоен ордена св. Георгия 4-й степени: