Во время выполнения ответственной боевой задачи в составе пары штурмовиков Су-25 самолет ведомого летчика получил серьезные повреждения от попадания ракеты переносного зенитно-ракетного комплекса противника. Подполковник Литвинов, не колеблясь, принял решение прикрыть поврежденную машину.
Мастерски маневрируя и используя инфракрасные ловушки, опытный летчик отвлек огонь противника на себя, создав защитный "зонтик" для поврежденного самолета. Благодаря его грамотным и решительным действиям оба штурмовика смогли выйти из зоны поражения и благополучно вернуться на аэродром базирования.
За образцовое выполнение боевого задания, проявленные при этом исключительное мужество, самоотверженность и воинское мастерство Указом Президента Российской Федерации подполковнику Дмитрию Литвинову присвоено звание Героя Российской Федерации.