К тому времени А. В. Суворов был почти забыт, и Д. А. Милютину принадлежит заслуга «создания суворовского культа… Он первый дал научную разработку суворовских принципов, благодаря которым полководец одерживал свои блестящие победы». Автор писал, что А. В. Суворов «в отношении к военному делу стоял выше своего века, никто не мог постигнуть, что он создал совершенно новый образ войны прежде, чем Наполеон дал Европе уроки новой стратегии и тактики». Он весьма критически оценивал деятельность других военачальников, поэтому по цензурным соображениям статья «Русские полководцы XVIII столетия» не была опубликована.
В 1839 г. началась служба Д. А. Милютина в штабе Чеченского отряда на Кавказе, которым руководил командующий войсками Кавказской линии и Черноморья известный боевой генерал П. Х Граббе. Д. А. Милютин принимал участие в военных операциях против горцев, в том числе в экспедиции в Ахульго — столицу имамата Шамиля, которая после нескольких штурмов, ценой больших потерь, была взята отрядом и разрушена. Известный художник–баталист Руббо оставил в память об этом событии одну из своих батальных панорам «Штурм аула Ахульго».
В одном из боев Д. А. Милютин был ранен пулей в плечо с повреждением кости. Последствия этого ранения еще долго вызывали необходимость серьезного лечения. И все же он продолжал оставаться в отряде. За участие в боевых действиях Д. А. Милютин был награжден орденами Св. Станислава 3‑й степени и Св. Владимира 4‑й степени.
Вернувшись в Петербург в чине капитана, Д. А. Милютин вступил в должность квартирмейстера 3‑й гвардейской пехотной дивизии. С 1843 г. он — обер–квартирмейстер войск Кавказской линии и Черноморья. Опыт личного участия в боевых действиях, подкрепленный академическим образованием, позволил ему написать в помощь войскам «Наставление к занятию, обороне и атаке лесов, строений и деревень и других местных предметов», которое в то время было высоко оценено офицерами.
Обращаясь сегодня к опыту «первой чеченской войны» с горечью можно отметить, что российским офицерам не хватало подобного «наставления» при проведении боевых операций бронетанковыми колоннами за г. Грозный.
В специальных служебных записках, посвященных войне на Кавказе, Д. А. Милютин писал: «С первых же дней похода, мне уже бросились в глаза многие слабые стороны нашего образа действий против горцев в тактическом отношении. Более всего меня поразили те невыгодные условия, в которых нашим кавказским войскам приходилось вести борьбу. Тут же выказывалось то превосходство, которое следовало бы ожидать от европейского регулярного войска над неустроенными частями вооруженного населения, напротив того, превосходство было на стороне неприятеля».
В 1845 г. Д. А. Милютин был назначен на должность профессора Императорской военной академии по кафедре военной географии. Через некоторое время он пришел к выводу о научной несостоятельности курса военной географии в программе академии вообще: «Чем больше я читал и обдумывал, тем более убеждался в том, что составлять специальную военную «науку» из одних чисто географических знаний — немыслимо». И Дмитрий Алексеевич становится основоположником новой дисциплины — военной статистики, которая учитывала с военной точки зрения все многообразие различных сведений о государстве, его территории, населении, государственном устройстве, финансах, вооруженных силах и т. д.
Появлению нового курса предшествовала публикация двух обстоятельных статей: «Критическое исследование значения военной географии и статистики» и «Первые опыты военной статистики». Вторая работа была отмечена в 1850 г. Демидонской премией. Для введения в курс академии нового предмета понадобилось всего два года.
Обращаясь сегодня к военно–научному наследию Д. А, Милютина, следует отметить, что по существу, он принял эстафету от Н. Я. Данилевского и К. Н. Леонтьева, поддержал военную школу, в том числе Василия Никитича Татищева, досконально изучившего древние истоки русской истории. Военная география и военная статистика составляли в интерпретации Д. А. Милютина начала геополитики и заняли с его легкой руки четверть всего учебного времени. Академия Генштаба стала при нем авторитетнейшей кузницей научных кадров страны, и ее диплом был наиболее предпочтителен при назначении на любую государственную должность. Этому способствовало открытие к двум существовавшим курсам в академии третьего, на который зачислялись офицеры, проявившие исключительные способности на первых двух курсах. Они получали звание «офицер Генштаба», особые знаки различия, ряд преимуществ по службе.