В июле, во время битвы под Смоленском, Дмитрий Игнатьевич участвовал в обороне дороги Духовщина (Смоленская область) — Белый (Калининская, ныне Тверская область). Немецкие войска устроили несколько ожесточенных атак, каждую из которых отразили советские солдаты. Даже будучи раненным, Дмитрий Игнатьевич продолжал сражаться и в критический момент боя поднял свой полк в атаку. Благодаря этому противника удалось отбросить, но командир полка получил тяжелое ранение, от которого скончался в госпитале 28 июля 1941 года в Бельском районе Тверской области.
Из боевого донесения штаба 250-й дивизии, входившей в состав 30-й армии, следует, что 22 июля авангард дивизии вступил в бой в районе города Белый, а 23 июля в бой вступили главные силы дивизии. В этот день полки дивизии вели бои за Черный Ручей, Цыгуны, Красногородка, Демяхи.
В течение пяти дней в непосредственной близости от Белого шло ожесточенное сражение, в ходе которого противник был остановлен, а на отдельных участках отброшен. Об ожесточённости и кровопролитности боевых действий соединений 30-й армии свидетельствует бой 922-го стрелкового полка 250-й стрелковой дивизии за населённые пункты Черный Ручей и Околица. Преодолевая сопротивление противника, полк медленно продвигался вперед, но мощным заградительным огнём артиллерии и крупнокалиберных пулемётов наступление было остановлено. Командир полка приказал занять оборону и подготовиться к отражению возможной контратаки противника. Но выполнить приказ командира батальоны не успели. В воздухе появились «юнкерсы» и нанесли бомбовый удар. Вслед за авиацией удар нанесла артиллерия, а затем в наступление пошла поддерживаемая танками пехота противника. Атаку пехоты отбили пулеметным и ружейным огнем. Танки уничтожали связками гранат, бутылками с бензином, погибая под гусеницами, под свинцом танковых пулеметов. Бой продолжался несколько часов. Кончались боеприпасы, а противник продолжал наступление. В этой критической ситуации командир полка поднял батальоны в контратаку. Закипели рукопашные схватки. Страшен был этот бой, оказавшийся для многих последним. Фашисты не выдержали контратаки и отступили.
После боя уцелевшие воины собрались у плащ-палатки, на которой лежал истекающий кровью молодой командир полка. Он умер в полевом госпитале 28 июля 1941 года. А месяц спустя — 31 августа — за личное мужество и отвагу, проявленную в боях с немецко-фашистскими захватчиками в непосредственной близости от города Белый Дмитрию Игнатьевичу Кузнецову, Указом Президиума Верховного Совета СССР, посмертно присвоено звание — Герой Советского Союза. Также он был посмертно награжден орденом Ленина.
Похоронен командир полка в братской могиле в деревне Заболотье Бельского района Тверской области.
Удостоверение к награде семья Кузнецова получила только в 2019 году.
В память о Дмитрии Кузнецове названа улица в Демидове.
