С конца октября 4-я танковая бригада вела бои уже на подступах к столице, на Волоколамском направлении в составе 16-й армии. 10 ноября 1941 года М. Е. Катукову было присвоено звание генерал-майора, а на следующий день увидел свет приказ Наркома обороны № 337 о преобразовании 4-й танковой бригады в 1-ю гвардейскую танковую бригаду.
В ноябрьских боях на Волоколамском направлении вновь отличился уже старший лейтенант Лавриненко. 17 ноября 1941 года недалеко от села Лысцево его танковая группа, состоявшая из трёх танков Т-34 и трёх танков БТ-7, была выделена для поддержки 1073-го стрелкового полка 316-й стрелковой дивизии генерал-майора И. В. Панфилова.
Договорившись с командиром стрелкового полка о взаимодействии, старший лейтенант Лавриненко решил построить свою группу в два эшелона. В первом шли БТ-7 под командованием Заики, Пятачкова и Маликова. Во втором эшелоне — «тридцатьчетвёрки» Лавриненко, Томилина и Фролова.
До Лысцева оставалось примерно полкилометра, когда Маликов заметил на опушке леса у села немецкие танки. Подсчитали — восемнадцать! Немецкие солдаты, толпившиеся до этого на опушке леса, побежали к своим машинам: они заметили наши танки, идущие в атаку.
Началось сражение между шестью советскими танками и восемнадцатью немецкими. Продолжалось оно, как выяснилось потом, ровно восемь минут. Но чего стоили эти минуты! Немцы подожгли машины Заики и Пятачкова, подбили «тридцатьчетвёрки» Томилина и Фролова. Однако и наши танкисты нанесли врагу большой урон. Семь немецких машин горели, охваченные пламенем и копотью. Остальные уклонились от дальнейшего боя и ушли в глубь леса. Напористость и меткий огонь советских танкистов внесли замешательство в рады противника, чем немедленно и воспользовались два наших уцелевших танка. Лавриненко, а за ним и Маликов на большой скорости ворвались в селение Лысцево. Вслед за ними туда вошли и наши пехотинцы. В селе остались лишь немецкие автоматчики. Укрывшись в каменных строениях, они пытались было оказать сопротивление, но танкисты и стрелки быстро ликвидировали очаги вражеской обороны.
Заняв Лысцево, пехотинцы, не теряя времени, стали окапываться на окраинах села.
Лавриненко доложил по радио в штаб генерала Панфилова, что танковая группа поставленную ей задачу выполнила. Но в штабе было уже не до того. Пока Лавриненко и его товарищи вели бой за Лысцево, немцы, занявшие деревню Шишкино, осуществили на правом фланге панфиловской дивизии новый прорыв. Развивая успех, они выходили в тыл 1073-му стрелковому полку. Более того, глубоким обходным маневром гитлеровцы угрожали охватить и другие части дивизии. Из коротких переговоров со штабом Лавриненко узнал, что танковая колонна противника уже движется в тылу боевых порядков дивизии.
Что делать? От танковой группы, по существу, ничего не осталось. В строю всего два танка. В таких условиях единственный выход из положения: применить излюбленный в 1-й гвардейской танковой бригаде способ боевых действий — стать в засаду. Лавриненко скрытно вывел свою «тридцатьчетвёрку» оврагами и перелесками навстречу танковой колонне гитлеровцев. В экипаже вместе с ним, как всегда, были его боевые товарищи Бедный, Фёдотов, Шаров.
Встала «тридцатьчетвёрка» неподалёку от дороги. Лавриненко открыл люк, осмотрелся. Удобных укрытий нет. Но тут же сообразил, что и снежная целина для танка, выкрашенного в белый цвет, может служить хорошим укрытием. На выбеленных снегами полевых просторах немцы не сразу заметят его танк, и он обрушится на врага орудийным и пулемётным огнём прежде, чем немцы сообразят что-либо.
Немецкая колонна вскоре выползла на дорогу. Подсчитал Дмитрий Фёдорович — в колонне 18 танков. Под Лысцевом было 18, и теперь столько же. Правда, соотношение сил изменилось, но опять не в пользу Лавриненко. Тогда был один танк к трём, а теперь гвардейскому экипажу выпало в одиночку сражаться с 18 вражескими машинами. Не теряя самообладания, Лавриненко открыл огонь по бортам головных немецких танков, перенёс огонь по замыкающим, а затем, не давая противнику опомниться, дал несколько пушечных выстрелов по центру колонны. Три средние и три лёгкие вражеские машины подбил гвардейский экипаж, а сам незаметно, опять же овражками, перелесками ускользнул от преследования. Экипажу Лавриненко удалось застопорить дальнейшее продвижение немецких танков и помочь нашим частям планомерно отойти на новые позиции, избавив их от окружения.
18 ноября Лавриненко прибыл на своём танке в деревню Гусенево, куда к этому времени перебрался штаб генерала Панфилова. Там Лавриненко встретился с Маликовым. Экипаж БТ-7 накануне тоже действовал с полной боевой нагрузкой. Всю ночь он прикрывал отход артиллерийских подразделений на новые позиции.
Утром 18 ноября два десятка танков и цепи мотопехоты стали окружать деревню Гусенево. Немцы обстреливали её из миномётов, но огонь был неприцельным, и на него не обращали внимания. Возле штабной землянки осколком мины был смертельно ранен генерал И. В. Панфилов.
В тот момент Дмитрий Лавриненко находился как раз неподалёку от КП Панфилова. Он видел, как штабные командиры, обнажив головы, несли на шинели тело генерала, слышал, как выскочивший из-за избы пожилой красноармеец из охраны штаба закричал, схватившись за голову: «Генерала убили!»
И в этот момент на шоссе у села появилось восемь немецких танков.
— В танк! Быстро! — крикнул Лавриненко механику-водителю Бедному.
То, что произошло дальше, могло случиться только в момент наивысшего эмоционального накала. Танкисты были настолько потрясены гибелью Панфилова, что действовали, вероятно, в этот момент не по тактическому расчёту, а скорее повинуясь инстинкту мщения. Как одержимые помчались они навстречу немецким машинам. Танкисты противника на какое-то мгновение растерялись. Им показалось, что советский танк идет на таран. Но вдруг машина остановилась в нескольких десятках метров от колонны противника как вкопанная. Семь выстрелов в упор — семь чадных факелов. Лавриненко опомнился, когда заело спусковой механизм пушки и он никак не мог сделать выстрел по удиравшей восьмой машине.
В триплекс было видно, как выскакивают из горящих машин фашисты, катаются на снегу, гася пламя на комбинезонах, и удирают к лесу. Открыв рывком люк, Лавриненко выскочил из танка и погнался за гитлеровцами, стреляя на ходу из пистолета.
Крик радиста Шарова «Танки!» заставил Лавриненко вернуться. Едва успел захлопнуться люк, как рядом разорвалось несколько снарядов. По броне дробно застучали осколки. Десять вражеских машин двигались по снежной целине от леса. Водитель взялся за рычаги, но тут в танке раздался взрыв. В боковой броне зияла рваная дыра. Когда дым рассеялся, Лавриненко увидел, что по виску Бедного течёт кровь. Водитель был мёртв. Другой осколок попал радисту Шарову в живот. Его с трудом вытащили через верхний люк. Но Шаров тут же скончался. Бедного вынести не удалось: в пылающей машине начали рваться снаряды. Лавриненко тяжело переживал гибель боевых друзей, с которыми прошёл через столько испытаний на мценских рубежах, на заснеженном Волоколамском шоссе.
