В это время в Симферополе, в здании губернской земской управы, работал заведующим санитарным отделом управы его друг врач А. А. Дзевановский. Совместно с ним Дмитрий Ильич написал несколько научных статей, в частности «К вопросу об участии губернского земства в борьбе с эпидемиями». Статья была опубликована в «Трудах XI губернского съезда врачей и представителей земств Таврической губернии», в 1913 г.
28 июля 1914 г. началась Первая мировая война, Дмитрий Ильич был мобилизован в армию и направлен служить старшим ординатором в севастопольский крепостной временный госпиталь. Родным Дмитрий сообщил о себе коротко: «Дорогая мамочка! Я призван на войну и назначен врачом в Севастополь…. Вчера и сегодня сижу и осматриваю запасных у воинского начальника…Крепко тебя целую и Маню, пишите. Врачей забрали почти наполовину. Твой Д.У.»
.
Ольга Дмитриевна Ульянова писала об этом периоде жизни своего отца: «В конце июля 1914 года он поехал навстречу судьбе. Прожив несколько дней в гостинице Ставропольского гарнизона, он, наконец, снял недорогую комнату у присяжного поверенного М.Н.Гавриша. Там он встретился с Александрой Федоровной, в девичестве Карповой, чтобы не расставаться всю жизнь. У него в первом браке с Антониной Ивановной Нещеретовой детей не было. У нее в первом браке с М.Н.Гавришем — тоже, Дмитрий Ильич не сообщал родным о Шурочке только потому, что мама его, Мария Александровна, нежно относилась к “милой Тонечке”, его законной супруге». По сути дела Дмитрий увел жену у своего квартиродателя. Разводы Дмитрия с Антониной и Александры с Гармашем затянулись.
В начале 1916 г. Дмитрия Ильича за революционную деятельность вновь арестовали и сослали под надзор полиции в деревню Кравцово Серпуховского уезда Московской губернии. Врачебной практикой ему предписали заниматься в селе Домодедово. Здесь он познакомился с медсестрой Евдокией Михайловной Червяковой, работавшей в больнице близ станции Михеево. Дмитрий увлекся молодой, симпатичной девушкой, но их служебный роман продлился недолго. Его срок ссылки был сокращен, и он был вновь отправлен в Севастополь, где в госпитале не хватало врачей, а поток раненых все увеличивался. 4 июня 1916 года на Юго-Западном фронте началась вспомогательная наступательная операция русской армии, получившая название Брусиловский прорыв. Юго-Западный фронт нанес тяжелое поражение германским и австро-венгерским войскам в Галиции и Буковине, потери с двух сторон превышали сотни тысяч.
В середине 1916 г. Дмитрий получил согласие на развод от своей жены, Антонины Ивановны Нещеретовой, она в своем заявлении отметила, что «их отношения стали формальными, поэтому нет смысла считать себя мужем и женой». Они развелись, и Дмитрий Ильич смог в конце 1916 г оформить свой брак с Александрой Федоровной Карповой.
30 января 1917 г. в деревеньке Кравцово Московской губернии (недалеко от Серпухова), где проживала Евдокия Червякова с мамой, появился на свет мальчик, которого назвали Виктором. Мальчику было около двух лет, когда внезапно умерла его мать от тифа - она ухаживала за больными тифом и заразилась. Виктор остался на попечении старшей сестры Евдокии и бабушки. Вполне вероятно, что Дмитрий Ильич не знал ничего ни о беременности Евдокии, ни о рождении сына – связи, кроме телеграфной, никакой не было, да и телеграф в деревне отсутствовал.
В апреле 1917 г. состоялось первое собрание большевиков севастопольской крепости. Был создан горком, Дмитрий Ильич вошел в агитационную группу. Появление Ленина в Петрограде и его активность вызвали острую реакцию у нового правительства, Были предприняты шаги по нейтрализации деятельности большевиков. Над Дмитрием Ильичем нависла угроза нового ареста, По рекомендации главного военно-санитарного инспектора, друга Дмитрия, А.А. Дзевановского и профессора Бурденко Дмитрий Ильич был переведен из Севастополя «поближе к фронту», в Одессу, в штаб Румынского фронта. Он был назначен делопроизводителем управления санитарной части. В начале июня 1917 г. Дмитрий Ильич выехал в Одессу. В июле партия большевиков была вынуждена уйти в подполье. В это время Дмитрий писал Марку Елизарову из Одессы: «Пока я сижу за бумажными делами делопроизводителя врачебно-клинического отдела, но, возможно, что в скором времени Дзевановский даст мне место врача для поручений».
В сентябре влияние большевиков усилилось, и Дмитрий попросил Дзевановского похлопотать о переводе в Севастополь, в октябре он вернулся в Севастополь и вновь встретился со своей женой, Александрой Федоровной. После революции в октябре 1917 г. в Петрограде Дмитрий Ильич участвовал в установлении советской власти в Крыму. «В сражениях под Бахчисараем и дальше к Симферополю, - писал Дмитрий родственникам, - я работал в качестве врача и перевязывал раненых». В начале 1918 г. он вошел в состав губкома партии и редколлегии его газеты «Таврическая правда». В марте 1918 г. Таврический ЦИК принял постановление об образовании Советской Социалистической Республики Тавриды, Дмитрий Ильич возглавил в правительстве Советской Тавриды наркомат здравоохранения. Новые обязанности заставили его переехать в Симферополь – столицу республики, его жена Александра осталась в Севастополе.
22 апреля 1918 г. немецко-австрийские войска заняли Симферополь, первое правительство Тавриды было расстреляно, Дмитрию Ильичу удалось бежать в сопровождении опытного проводника. Укрылся Дмитрий Ильич в Евпатории, где он был известен только узкому кругу людей, как санитарный врач Феодосийского уезда. Под кличкой товарищ Андрей, он работал в евпаторийской городской больнице, одновременно помогал и лечил партизан, скрывавшихся в Мамайских каменоломнях.
В ноябре 1918 г. кайзеровские войска покинули Крым, но на полуостров сразу высадились войска англичан, а из Кубани - белогвардейские войска . 7 апреля 1919 г. Красная Армия вошла в Симферополь и большевики вновь взяли власть в свои руки.. Дмитрию Ильичу одновременно с традиционным для него постом наркома здравоохранения предложили возглавить Крымскую Советскую Социалистическую Республику. Он согласился лишь на должность временно исполняющего обязанности главы правительства, а в одном из своих писем родным написал: «Я должен был остаться в Симферополе наркомом здравоохранения. Вследствие болезни Гавена, приковавшей его к постели, его нельзя было избрать председателем, хотя он наиболее подходил бы к этому… Временно, за неимением лучшего, посадили меня — в ожидании сильного кандидата с севера от вас». Дмитрий, будучи председателем Совнаркома республики, решил пригласить старшего брата полечиться в Крыму после покушения и написал письмо сестре Марии: «...передай Володе, что в Евпатории...у самого берега моря я присмотрю ему помещение, чтобы он хоть 2-3 недели мог отдохнуть, покупаться и окрепнуть. Там есть все приборы для...терапии и можно полечить ему руку. Тем более что он никогда не видел нашего Черного моря». Но катастрофическая ситуация на фронтах не позволила Ленину покинуть Москву. Дмитрий Ильич пытался найти свою жену Александру, которая, скрываясь от кайзеровских войск, ушла из Севастополя в неизвестном направлении. Он телеграфировал в ревком в Севастополе, но получил неутешительный ответ: «Карпова по указанному адресу не проживает».
15 июня 1919 г. на страницах симферопольской газеты «Известия» за подписью председателя Совнаркома Д.И. Ульянова было помещено «Положение о выборах делегатов на съезд». Все считали, что большевики в Крым пришли навсегда, и следовало налаживать мирную жизнь. Но 18 июня 1919 г. из Феодосии поступило сообщение: «В районе Коктебеля высажен белогвардейский десант с кораблей Антанты». Железная дорога Симферополь - Лозовая – Харьков была перекрыта, деникинцы вышли к Днепру. Крымский обком эвакуировался в Одессу, а Совнарком – в Киев. Из Киева Дмитрий Ильич отправился в Москву, где встретился с сестрой и братом 8 июля. В Москве Дмитрий Ильич гостил недолго. В августе он снова находился в действующей армии на Южном фронте, там шли ожесточенные бои на Каховском плацдарме. Вместе с Красной армией Дмитрий Ильич вошел в Крым. 16 ноября 1920 г. со станции Джанкой командующий Южным фронтом Михаил Васильевич Фрунзе телеграфировал в Москву: «Сегодня нашей конницей взята Керчь. Южный фронт ликвидирован».