Особый период деятельности сотрудников советской внешней разведки, в том числе и Медведева Д.Н., связан с Великой Отечественной войной. Уже в июле 1941 года была создана Особая группа по организации и формированию отрядов особого назначения, которые действовали в тылу немецких войск на временно оккупированной противником территории.
А родилась идея создания отрядов особого назначения так.
Знаменитый чекист Дмитрий Николаевич Медведев в первый день Великой Отечественной войны написал докладную записку на имя наркома НКГБ, а затем личное письмо Сталину, в которых изложил концепцию партизанской войны в тылу врага и роли спецотрядов НКГБ в налаживании сбора разведывательной информации о противнике и нанесении по нему диверсионных ударов.
Идея чекиста Сталину понравилась, и вскоре была сформирована Отдельная мотострелковая бригада особого назначения (ОМСБОН).
Опергруппа "Митя" под командованием Д.Н.Медведева стала первым подразделением из состава ОМСБОН, которое было заброшено в тыл врага в начале сентября 1941 года. 34 сотрудника НКВД по главе с капитаном госбезопасности Медведевым приступили к боевым действиям в районе Орловской и Смоленской областей.
В годы Великой Отечественной войны Д.Н. Медведев дважды выводился в тыл немецко-фашистских войск. В 1941-1942 годах возглавлял партизанский отряд, проводивший операции в Смоленской, Брянской и Могилевской областях. С июня 1942 года по сентябрь 1944 года командовал партизанским отрядом "Победители", действовавшим в Ровенской и Львовской областях.
Отряд провел более 120 крупных боев, в которых были ликвидированы до 2000 немецких солдат и офицеров, в том числе 11 генералов и высших государственных чиновников гитлеровской Германии. Взорван 81 эшелон с живой силой и техникой.
Оперативный состав отряда, используя связи в учреждениях и организациях оккупантов, получал обширную разведывательную и контрразведывательную информацию, которая своевременно передавалась в Центр. В Москву были переданы сотни радиограмм, содержащих ценнейшие сведения. Достаточно назвать переданные Медведевым сообщения о подготовке гитлеровцами покушения на участников исторического совещания в Тегеране — Сталина, Рузвельта и Черчилля, о размещении под Винницей ставки Гитлера, о подготовке немецкого наступления на Курской дуге, детальные данные о военных гарнизонах, регулярные сведения о военных перевозках по железным и шоссейным дорогам.
За образцовое выполнение заданий командования в тылу противника Дмитрию Николаевичу Медведеву Указом Президиума Верховного Совета СССР от 5 ноября 1944 года присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ему ордена Ленина и медали "Золотая Звезда". Кроме того, Д.Н. Медведев награжден тремя орденами Ленина, орденом Красного Знамени и многими медалями.