Fra september 2016 ledet han Det søndre militærdistriktet, og hadde dermed ansvaret for den sørlige fronten ved Russlands invasjon av Ukraina 2022. 23. juni 2020 ble han utnevnt til armégeneral som er nesthøyeste grad i Russlands militære hierarki, etter Valerij Gerasimov. Da Vladimir Putin i april 2022 reduserte invasjonen til de sørlige områdene, ble Dvornikov utnevnt til øverste sjef for krigshandlingene. I oktober samme år ble Sergej Surovikin utnevnt til sjef for krigshandlingene, uten at det ble nevnt hvem han erstattet.