С октября 1942г. лейтенант Рыбалка в составе 321 бомбардировочного авиаполка 263 бомбардировочной авиадивизии.

Полк действовал на Калининском фронте, базировался под Торжком.

04 декабря 1942г. экипаж летчик лейтенант Рыбалка Дмитрия Павловича, стрелок-бомбардир лейтенант Кириченко Евгений Данилович, воздушный стрелок-радист старшина Солдатов Василий Васильевич в составе 5 экипажей бомбардировал войска противника в районе Бондарево. 

16 декабря 1942г. экипаж Рыбалка, штурман эскадрильи капитан Серпков Дмитрий Федорович, Солдатов в составе 8 самолетов 2 авиаэскадрильи полка бомбили укрепления противника в районе Великие Луки.

Следующий боевой вылет экипажа Рыбалка- Сериков- Солдатов совершил 17 декабря 1942г.

29 декабря в составе девятки самолетов (ведущий командир полка майор Аниськин Иван Семенович) экипаж Рыбалка- Кириченко- Солдатов бомбардировал укрепления противника.

Следующие два боевых вылета экипажа Рыбалка- Кириченко выполнил 30 декабря (первый с Солдатовым, второй со старшиной старшина Виноградовым Николаем Васильевичем).

06 января 1943г. боевой вылет экипажа  Рыбалка- Кириченко- Солдатов, над целью экипаж был атакован истребителем противника.. В том же составе экипаж совершил вылет 07 января.

16 января 1943г. экипаж летчик лейтенант Рыбалка Дмитрий Павлович, штурман лейтенант Турчак Василий Николаевич, воздушный стрелок-радист старшина Солдатов Василий Васильевич в составе группы из 9 самолетов бомбардировал противника в районе д.Громово. В 10-07 на высоте 1700м. над целью левое звено было атаковано тройкой истребителей Ме-109 (Мессершмитт). Умело маневрируя, летчик Рыбалка дал возможность стрелку-радисту Солдатову вести прицельный огонь. В результате, им был сбит один истребитель.

С февраля 1943г. вел боевую работу на Волховском фронте.

10 и 11 февраля 1943г. по два боевых вылета экипажа Рыбалка- Серпков- Солдатов, 15 февраля- один вылет.

Со второй половины февраля 1943г. полк- на Северо-Западном фронте, базировался на аэродроме Выползово у Бологого.

23 февраля 1943г. боевой вылет экипажа Рыбалка- Серпков- Солдатов, 24 февраля- 2 боевых вылета, 27 февраля- 2 вылета, 28 февраля- один. 02 марта 1943г. при плохих метеоусловиях Дмитрий Павлович бомбардировал аэродром противника Гривочки. Был атакован четверкой «мессеров», от которых скрылся в облачности.

К началу марта совершил 18 успешных боевых вылетов. Был представлен к ордену Красного Знамени, приказом от 29 марта 1943г.был награжден орденом Отечественной войны I степени.

Следующие вылеты экипажа Рыбалка- Серпков- Солдатов 04, 05, 06, 10, 13, 14 марта (2 вылета), 15 марта (2 вылета), 16 марта- один.

18 марта 1943г. полк в составе дивизии перелетел в Тамбов. Дивизии и полку были присвоены звания «гвардейские».

С конца марта полк находился под Россошью.

06 мая 1943г. Дмитрий Павлович совершил вылет со штурманом Кириленко, стрелком-радистом Плигусовым.

03 июня 1943г. со штурманом Клочковым и стрелком-радистом Солдатовым. 

С июля 1943г. полк участвовал в Курской битве.

К июлю 1943г. Дмитрий Павлович командир звена 2-й авиаэскадрильи 82 гвардейского бомбардировочного авиаполка 1 гвардейской бомбардировочной авиадивизии. Командир 2-й авиаэскадрильи гвардии капитан Скоробогатов Владимир Федорович.

Летал командиром экипажа самолета Пе-2: штурман звена гвардии Турчак Василий Николаевич, воздушный стрелок-радист гвардии старшина Солдатов Василий Васильевич.

05 июля 1943г. экипаж участвовал в бомбардировке танков противника у Раково. Над целью наши самолеты были атакованы 15 истребителями противника Ме-109 (Мессершмитт) и ФВ-190 (Фекке-Вульф). В воздушном бою гвардии лейтенант Турчак сбил один ФВ-190, воздушный стрелок Солдатов сбил истребитель Ме-109, получил тяжелые ранения, от которых вскоре скончался.

Приказом от 08 июля 1943г. экипаж был награжден орденами Красной Звезды.

Следующий вылет экипаж Рыбалка-Турчак, воздушный стрелок-радист начальник связи эскадрильи гвардии младший лейтенант Круглов Василий Алексеевич совершил 12 июля в составе эскадрильи Скоробогатова.

13 июля экипаж возвратился из-за технической неисправности. Со второго вылета вернулся из-за ухудшения погоды.

14 июля вернулся из-за неисправности материальной части. Вторым вылетом экипаж выполнил задание.

Следующие три успешных вылета 16 июля. Третий вылет с воздушным стрелком гвардии старшим сержантом Федоровым Федором Титовичем.

17 июля 2 боевых вылета экипажа Рыбалка-Турчак- Круглов. 18 июля- один.

23 и 24 (2 вылета) июля, 03 (2 вылета), 04, 05 августа- Рыбалка- Турчак- гвардии старшина Нацвилишвили Вахтанг Николаевич.

Боевые вылеты эскадрильи гвардии капитана Скоробогатова: 09, 13, 14, 17, 19 (2 вылета), 21, 22 (3 вылета), 26, 30 августа.

С 13 августа 1943г. полк базировался на аэродроме Гринев.

13 августа 1943г. экипаж Рыбалка участвовал в бомбардировке противника в районе д.Гавриловка. Группа попала под обстрел зенитных батарей. Дмитрий Павлович с пикирования сбросил бомбы на батарею зенитной артиллерии и обстрелял ее с пулеметов. Батарея была подавлена.

К концу августа 1943г. гвардии лейтенант Рыбалка выполнил 62 успешных боевых вылетов, приказом от 31 августа 1943г. был награжден орденом Красного Знамени.

С 30 августа 1943г.- полк на аэродроме Нежеголь.

Полк вел боевую работу на Днепропетровском и Кременчугском направлениях, поддерживая форсирование нашими войсками Днепра.

Боевые вылеты эскадрильи гвардии капитана Скоробогатова: 03, 08, 28 сентября.

08 сентября 1943г. шесть самолетов Пе-2 в 06-35 с высоты 3000м. с пикирования бомбардировали мост через Днепр в г.Днепропетровск. По наблюдениям экипажей бомбы, сброшенные экипажами Скоробогатова и  Рыбалка, попали в мост, остальные- недолет.

Боевые вылеты эскадрильи гвардии капитана Скоробогатова: 06, 21, 24, 25, 29 октября. 15 и 20 октября- полковые вылеты, ведущий- командир 1 бомбардировочного авиакорпуса гвардии полковник Полбин Иван Семенович.

Боевые вылеты эскадрильи гвардии капитана Скоробогатова: 22, 29, 30 ноября.

27 ноября 1943г. звено под командованием Рыбалка в 12-20 с высоты 3200м. бомбардировало станцию Бобринская (г.Смела, Черкасская обл.). 

03 декабря 1943г. экипаж Рыбалка в 15-45 в просвет между облаками с высоты 1200 бомбардировал войска противника в районе Кущи. Над целью был обстрелян зенитным огнем.

20 декабря 1943г. четыре экипажа полка с 15-00 выполняли задание по бомбардировке железнодорожных эшелонов противника на участках Смела- Городище- Корсунь-Шевченковский. В 3км. северо-восточнее г.Черкассы потерпел катастрофу самолет Пе-2 (18/277). Экипаж: заместитель командира эскадрильи гвардии старший лейтенант Рыбалка Дмитрий Павлович, штурман звена гвардии старший лейтенант Турчак Василий Николаевич, воздушный стрелок-радист гвардии старший сержант Зубковский Иван Герасимович- погиб. Похоронен в саду им.Франко г.Полтава (позже, парк им.Котляровского, мемориал «Солдатской Славы»).