Во второй половине 1942г. направлен в Военное авиационное училище разведчиков ВВС Красной Армии (ВАУР), г.Давлеканово (Башкирия). Училище готовило экипажи для разведывательных частей ВВС.

Состав экипажа самолета Пе-2: летчик младший лейтенант Сакеев Дмитрий Васильевич, летнаб (летчик-наблюдатель) лейтенант Старостин Анатолий Александрович, воздушный стрелок-радист старший сержант Дмитриев Константин Павлович.

Весной 1943г. состоялся первый выпуск училища.

Несколько экипажей-выпускников к апрелю 1943г. прибыли в 48 гвардейский отдельный авиационный полк дальних разведчиков. Командир полка- гвардии подполковник Садов Павел Макарович.

Дмитрий Васильевич вел разведку в составе экипажей 4 авиаэскадрильи полка на Центральном, Юго-Западном, 4-м и 3-м Украинских фронтах, в районах: Харьков, Полтава, Сталино, Днепропетровск, Кривой Рог, Николаев, Херсон, Симферополь, Севастополь и др, по рекам Северный Донец, Ингул. Ингулец, Днепр, Днестр, Прут.

К средине февраля 1944г. гвардии старший сержант Дмитриев совершил 10 боевых вылетов. Приказом от 21 февраля 1944г. был награжден медалью «За отвагу»,

21 мая 1944г. с боевого задания из района г.Бырлад (Пумыния) не возвратился экипаж самолета Пе-2 4 авиаэскадрильи полка: летчик гвардии младший лейтенант Сакеев Дмитрий Васильевич, летнаб (летчик-наблюдатель) гвардии старший лейтенант Маянов Владимир Иванович стрелок-радист гвардии старший сержант Дмитриев Константин Павлович.

Известно, что к концу мая 1944г. гвардии лейтенант Старостин совершил 29 успешных боевых вылетов.