Закончилась гражданская война. Назначенный заместителем начальника, а затем – начальником инженеров Вооруженных Сил Украины и Крыма, Д.М. Карбышев продолжает работать в привычном напряженном режиме, требуя этого и от подчиненных. Авторитет его в войсках огромен. Он не просто популярен, он любим бойцами. В этот период произошло событие, которое Дмитрий Михайлович всю последующую жизнь вспоминал с особой теплотой. На общем собрании 4-го саперного батальона его избрали «почетным красноармейцем».

Богатый практический опыт, накопленный в ходе войны, требует научного осмысления, и Карбышев выкраивает время для исследовательской работы. В журнале «Армия и революция» появляются его первые публикации.

Переведенный весной 1923 года в Москву Карбышев около года возглавляет Инженерный комитет Главного военно-инженерного управления РККА. К этому периоду относится его первое крупное изобретение – противотанковая мина. С 1924 г. он начинает по совместительству преподавать в военных академиях, а с 1926 г. полностью посвящает себя научной и преподавательской деятельности.

К началу Великой Отечественной войны генерал-лейтенант инженерных войск Д.М. Карбышев стал крупным военным ученым, автором ряда открытий и большого количества учебников, справочников и научных трудов. У него учились известные военачальники А.И. Антонов, И.X. Баграмян, А.М. Василевский, И.С. Конев, С.М. Штеменко.

Война застала его в г. Гродно в штабе З-й армии. 25 июня в районе Белостока он возглавил небольшой отряд, чтобы выбить противника, занявшего важную переправу через речку Зельвянку. Бой был неравным, и отряд оказался в окружении. Для Карбышева начался долгий и опасный путь по тылам противника к фронту.

Обстоятельства и точное место пленения Карбышева не известны. Известно только, что он был захвачен раненым, в бессознательном состоянии, после того как руководимая им группа выходящих из окружения бойцов попала под бомбежку. Первое упоминание о нахождении его в плену датировано 26 июля 1941 года. В донесении разведотдела штаба 2-й немецкой армии отмечен допрос преподавателя Академии Генштаба генерал-лейтенанта Карбышева. Но ни протокола допроса, ни выписки из него нет – это значит, что ничего интересующего фашистов генерал не сообщил. Судя по всему, Дмитрий Михайлович заявил то же, что и на последующих допросах: «Советские генералы совестью не торгуют. Придется умереть – умру, как солдат».

В фашистской Германии Карбышева знали. Еще в 1940 году IV управление РСХА Имперского управления безопасности завело на него специальное «дело». Оно проходило по категории учета «IV D 3-а», которая предписывала, кроме наблюдения за деятельностью, особое обращение в случае захвата в плен.

Фашисты всячески пытались привлечь Дмитрия Михайловича на свою сторону. Он интересовал их не только как крупный ученый-фортификатор, но и как генерал, пользующийся большим авторитетом в Красной Армии, многие офицеры и генералы которой были его учениками. Ему предлагали генеральский чин и высокие посты в главном военно-инженерном управлении вермахта, пост военного министра в «новом русском правительстве», работу в специально созданной лаборатории. В попытках «уломать» генерала принял участие даже начальник штаба верховного главнокомандования генерал-фельдмаршал Кейтель.

Однозначные ответы Карбышева стали широко известными: «Мои убеждения не выпадают вместе с зубами из-за недостатка витаминов в лагерном рационе». Молва о несгибаемом генерале передавалась из лагеря в лагерь. Как приказ передавали узники друг другу слова генерал-лейтенанта: «Плен – страшная штука, но ведь это тоже война, и пока война идет на Родине, мы должны бороться здесь. Поступайте так, как нужно в интересах Родины, и говорите всем, что это я вам приказал». И истощенные люди поднимались на борьбу. Многие бывшие узники фашистских лагерей вспоминают, что именно Карбышев морально поддержал их, вернул веру в свои силы, веру в Победу.

Когда все попытки склонить генерала к сотрудничеству оказались безуспешными, в лагерь, где он содержался, пришел документ из главного военно-инженерного управления вермахта: «Поскольку оказалось, что Карбышев, этот крупнейший советский фортификатор, кадровый офицер старой русской армии, человек, которому перевалило за 60 лет, оказался насквозь пропитанным большевистским духом, фанатически преданным идее верности воинскому долгу и патриотизму, его следует считать безнадежным в смысле возможности использования в качестве специалиста военно-инженерного дела». На документе резолюция: «Водворить в концлагерь Флоссенбюрг для каторжных работ. Не делать никаких скидок на звание и возраст».

Карбышева лишили статуса военнопленного, и для генерала начался страшный путь через фашистские концлагеря. Одно их перечисление вызывает содрогание у людей: Флоссенбюрг, Дахау, Освенцим, Заксенхаузен, Маутхаузен.

В концлагерях его имя стало хорошо известно не только соотечественникам, но и иностранным узникам. И среди них Карбышев пользовался непререкаемым авторитетом. Его всячески оберегали, неоднократно предлагали «растворить» его в массе заключенных, дав ему имя и номер умершего узника. На такие предложения Дмитрий Михайлович отвечал, что не боится быть известным и погибнуть, оставаясь для всех генералом Красной Армии. Находясь постоянно на виду, он стойко переносил непосильный труд в каменоломнях, бесчеловечные условия, болезни (в заключении Карбышев переболел сыпным тифом, дизентерией, тяжелым воспалением легких, лишился зубов). Но никакие испытания не заставили его отказаться от своих идеалов, предать Родину.

Погиб генерал-лейтенант Д.М. Карбышев в ночь с 17 на 18 февраля 1945 года в лагере смерти Маутхаузен. Большую группу узников, в которой находился и Карбышев, фашисты выгнали раздетыми на мороз и стали «проводить санобработку» – поливать водой из брандспойтов. Тех, кто пытался заслониться от ледяных струй, били железными прутьями. К утру в живых осталось только несколько человек. Они и рассказали, что погиб Дмитрий Михайлович, как и жил, с высоко поднятой головой, до конца выполнив свой долг патриота и генерала.

16 августа 1946 года Д.М. Карбышеву было посмертно присвоено звание Героя Советского Союза.