В июне 1941 года окончил Высшие курсы усовершенствования начальствующего состава авиации ВМФ и назначен командиром эскадрильи 2-го минно-торпедного авиаполка ВВС Черноморского флота.
К концу марта 1943 года командир эскадрильи5-го гвардейского минно-торпедного авиаполка1-й минно-торпедной авиадивизии ВВС Черноморского флота гвардии майор Дмитрий Минчугов совершил 118 боевых вылетов (из низ 41 в ночное время) на торпедирование вражеских кораблей, уничтожение наземных войск противника, нанеся ему большие потери. Эскадрилья под его командованием выполнила 868 боевых вылета. Силами эскадрильи при непосредственном участии Д. М. Минчугова уничтожено 8 танков, 15 артиллерийских батарей, 15 самолётов на аэродромах, 148 автомашин, 8 хранилищ бензина, 15 складов, 250 железнодорожных вагонов, потоплены 5 транспортов и 11 катеров[3]. За эти подвиги тогда же был представлен к званию Героя. Но до присвоения высшей награды Родине он не дожил.
14 мая 1943 года при атаке немецкого конвоя в районе Судака самолёт Ил-4 майора Минчугова был сбит зенитным огнём и упал в море, весь экипаж погиб при взрыве[2].
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 24 июля 1943 года за «образцовое выполнение боевых заданий Командования на фронте борьбы с немецкими захватчиками и проявленные при этом отвагу и геройство» гвардии майору Дмитрию Михайловичу Минчугову присвоено звание Героя Советского Союза.
Торжественная стена (Обелиск «30 лет Победы» (Ульяновск).В честь Д. И. Минчугова названы улицы в Севастополе, в селе Передовое (в городской черте Балаклавского района Севастополя) и в городском поселке Шумилино[2].
Имя Героя увековечено в Севастополе на плитах Мемориала Героев Советского Союза – участников обороны Севастополя, на памятной стеле Героев Советского Союза, на Мемориале авиаторам-черноморцам.
Бюст Д. М. Минчугова установлен на Аллее Героев в поселке Вольное (бывший аэродром Веселое) Джанкойского района Крыма.
На здании средней школы № 1 в городском посёлке Шумилино установлена мемориальная доска[4].
Герои Советского Союза: Краткий биографический словарь/Пред. ред. коллегии И. Н. Шкадов.— М.: Воениздат, 1988.— Т.2 /Любов — Ящук/.— 863с.— 100 000 экз.— ISBN 5-203-00536-2.
Герои боёв за Крым. — Симферополь: Таврия, 1972. — С. 171—172.
Дорохов А. П. Герои черноморского неба. — М.: Воениздат, 1972. — С. 78—79.
Иванов П. Н. Крылья над морем. — М.: Воениздат, 1973.