23 мая дивизии Дохтурова начали наступление. 24 мая Дохтуров овладел Ломитенской переправой и отрезал Нея. Багратион успешно атаковал с фронта, но многие русские части опоздали к сражению, и полностью воплотить план разгрома Нея не удалось. Наполеон подключил основные силы, и русские войска отошли к Гейльсбергу, где 29 мая в течение целого дня стояли против вдвое превосходящего противника.

При Гейльсберге Дохтуров получил четвертое ранение, но, как всегда, не покинул боя.

2 июня 1807 года при Фридланде французы сумели навязать сражение на невыгодной для русской армии позиции. Они сумели сломить оборону Багратиона и прижали к реке центр и правый фланг русских войск. Против двух дивизий Дохтурова, занимавших центр русских позиций, действовали корпуса Ланна и Мортье. Спасти дивизии можно было, лишь срочно организовав переправу. Но здесь не было ни одного моста. Надо было искать брод, чтобы по нему обеспечить отход войск в как можно более короткий срок, поскольку переправляться неизбежно придется под огнем французской артиллерии. Насколько важно было найти хороший брод, доказывает то, что Дохтуров сам отправился искать его. Четырежды пересек он верхом на лошади реку Алле, пока не нашел подходящего брода. Войска, можно сказать, благополучно переправились, сам же Дмитрий Сергеевич покинул берег одним из последних, несмотря на уговоры офицеров не подвергать себя риску.

В этом сражении русские потеряли 15 тысяч человек. Это крупное поражение русской армии было одновременно и единственным в 1806–1807 годах, случившимся в значительной мере по вине командующего армией. Поражение произвело столь сильное впечатление, что Александр I почел за благо вступить в переговоры с Наполеоном, и 27 июня 1807 года был подписан Тильзитский мир.

За вывод русских войск при Фридланде Дохтуров был награжден орденом Александра Невского.

Действия Дмитрия Сергеевича Дохтурова могли служить достойным примером любому генералу. Кажется, не было сражения, в котором Дохтуров не проявил бы себя опытным и мужественным военачальником, а в ряде из них оказал русской армии неоценимую пользу. Подвиги Дохтурова были отмечены наградами. Он получил ордена за Кремс, Аустерлиц, Голымин, Фридланд. За бой при Прейсиш-Эйлау ему была вручена шпага с бриллиантами.

Но полководческая судьба Дохтурова складывалась каким-то особым образом. Есть полководцы, отличившиеся в ярких победах, в дерзких маршах, в победоносных сражениях. Дохтуров же наиболее ярко проявил себя там, где русская армия находилась в труднейшем положении, иногда на грани истребления, как это было при Аустерлице и Фридланде. Спасение армий, однако, стоит любой победы. Трудно переоценить значение деятельности Дохтурова для Австрийского похода и для французской кампании 1806–1807 годов.

К сожалению, далеко не все из современников сумели по достоинству оценить заслуги Дмитрия Сергеевича Дохтурова. Так, А. П. Ермолов, сравнивая Дохтурова с Багратионом, замечает: «Холодность и равнодушие к опасности, свойственные сему генералу, не заменили, однако же, Багратиона. Не столько часто провождал Дохтуров войска к победам, не в тех войнах, которые удивляли вселенную славою нашего оружия, сделался он знаменитым, не на полях Италии, не под знаменами бессмертного Суворова утвердил он себя в воинственных добродетелях». Войны были, конечно, не те, и слава была не та, но взвесить его заслуги могли, наверное, только спасенные им армии. Сам Багратион, полная противоположность Дохтурову по характеру, ценил, однако, полководческий талант Дмитрия Сергеевича и любил его как человека. Дружба Багратиона и Дохтурова удивляла многих современников и боевых товарищей полководцев.

Вскоре после окончания войны с Наполеоном Дохтуров получил длительный отпуск по болезни, из-за которой ему не пришлось участвовать в русско-шведской войне 1808–1809 годов. Более года провел Дмитрий Сергеевич в Москве, с семьей, наслаждаясь тихой семейной жизнью. Иногда навещали его боевые товарищи, бывал родственник, генерал А. Ф. Щербатов, навестил и П. И. Багратион. Поправив здоровье, Дохтуров стал думать о возвращении в армию.

Летом 1809 года Дмитрий Сергеевич Дохтуров принял командование 6-м корпусом.

В это время осуществлялась реорганизация русской армии, частично проходило и перевооружение. Дохтуров с головой ушел в эту работу. В следующем, 1810 году Дмитрий Сергеевич Дохтуров был пожалован чином генерала от инфантерии.

С самого начала Отечественной войны 1812 года корпус Дохтурова, занимавший левое крыло 1-й армии, стоял в сотне верст южнее Вильны и фактически был отрезан от основных сил армии. Командующий армией Барклай-де-Толли приказал отвести корпус к Дрисскому лагерю, где предполагалось дать генеральное сражение. Нужно было в сложнейших условиях преодолеть расстояние в 500 километров. Корпусу Дохтурова пришлось нелегко — в тыл ему устремился кавалерийский корпус Нансути. Чтобы оторваться от него, полки Дохтурова, несмотря на бездорожье и беспрерывный дождь, делали по 50 километров в сутки. Положение корпуса Дохтурова было таково, что он вполне мог быть уничтожен, и Наполеон хорошо знал это. Кажется, здесь впервые Наполеон попробовал объяснить свои неудачи русским климатом. В официальном сообщении, опубликованном в то время для Европы, дано такое описание: «Тридцать шесть часов подряд шел проливной дождь; чрезмерный жар превратился в пронзительный холод; от сей внезапной перемены пало несколько тысяч лошадей и множество пушек увязло в грязи. Сия ужасная буря, утомившая людей я лошадей, спасла корпус Дохтурова, который попеременно встречался с колоннами Бордесуля, Сульта, Пажоля и Нансути».

29 июня корпус Дохтурова соединился с армией Барклая. Позиции лагеря Дохтуров нашел весьма неудачными. Он считал необходимым оставить лагерь и двигаться на соединение с армией Багратиона. На военном совете мнения разделились: император придерживался плана Фуля, согласно которому генеральное сражение нужно было давать здесь. Однако опытные военачальники мнение императора не поддержали, и Александр почел за лучшее отбыть из армии.

22 июля армии Барклая и Багратиона соединились под Смоленском. На военном совете, собранном Барклаем, обнаружилось, что о дальнейших действиях среди руководителей обеих армий мнения расходятся. Багратион, Ермолов, Дохтуров и другие генералы считали, что можно воспользоваться разбросанностью войск Наполеона и дать сражение отдельным корпусам его армии. Чтобы сосредоточить войска, Наполеону требовалось не менее трех-четырех дней. Но Барклай-де-Толли не проявил решительности, и время было упущено.

Военный совет высказался за наступление, и Барклай вынужден был уступить. Однако генерального сражения он не рискнул давать и лишь выдвинул вперед отряд Платова и дивизию Неверовского. Через два дня Наполеон сосредоточил около Смоленска до 180 тысяч человек и решил обойти русскую армию с тыла, чтобы русские вынуждены были принять генеральное сражение. Однако во время обходного марша французы натолкнулись у Красного на отряд Неверовского, который удерживал французскую армию в течение целого дня, давая возможность Барклаю стянуть все силы к Смоленску. Барклай отдал приказ отступать по Московской дороге. Бой под Смоленском дали Наполеону 7-й корпус Раевского и 27-я дивизия Неверовского. Они сдерживали Наполеона весь день четвертого августа. Барклай принял решение назначить для обороны Смоленска корпус Дохтурова. Дохтуров был болен, и Барклай послал спросить Дохтурова, в силах ли он действовать при обороне Смоленска. На это Дмитрий Сергеевич ответил: «Лучше умереть на поле чести, нежели на кровати». Пятого августа 6-й пехотный корпус Дохтурова и 3-я пехотная дивизия Коновницына сменили корпус Раевского и дивизию Неверовского.

Сопротивление, оказанное Дохтуровым, было беспримерным, все атаки французов были отбиты. Смоленск горел, всюду были развалины, но защитники города не думали сдаваться. Лишь когда стало известно, что армия Барклая вышла из-под возможного удара, Дохтуров оставил Смоленск и отошел на восток, разрушив за собой мост через Днепр.