В РККА с 1919 года, участник Гражданской, советско-польской войн, походов в Литву и Бессарабию, был ранен. На командных должностях с 1920 г. Политрук бронепоезда, помощник политрука автобронеотряда, командир взвода, адъютант отдельного дивизиона, помощник начальника штаба артиллерийского полка.
Окончил ВАММ в 1937 г. Затем — начальник штаба 21-й тяжелой танковой бригады (до 20.07.1940 г.), начальник штаба 4-й танковой дивизии (07.1940-03.1941), начальник штаба 17-го механизированного корпуса - в этой должности полковник Бахметьев встретил Великую Отечественную войну.
17-й механизированный корпус принял страшный удар наступающих частей противника и к 26 июня был полностью уничтожен.
С 31 марта 1942 по 6 февраля 1943 года — начальник штаба 4-го танкового корпуса. Дмитрий Дмитриевич принимает участие в формировании соединения, а во времена проведения всех боевых операций находился в передовых частях, своим присутствием обеспечивая непрерывное взаимодействие частей и соединений корпуса. В заслугу Бахметьеву ставилось отличное обеспечение подготовки частей корпуса к операции по окружению вражеской группировки в районе Сталинграда.
В дальнейшем генерал Бахметьев — начальник штаба 3-й танковой (24.02.1943-26.04.1943) и 57-й (26.04.1943-20.05.1943) армий.
29 марта 1944 года Дмитрий Дмитриевич занимает должность начальника штаба 3-й гвардейской танковой армии, в которой прослужит до 31 июля 1945 года. На завершающем этапе войны умелый и эрудированный начштарм-3 обеспечивает четкое управление и взаимодействие частей танковой армии, в результате чего танкисты и приданные им подразделения ведут успешные бои по овладению польскими и немецкими городами Радомско, Ченстохова, Пеотрекув, Оппельн, Глейвиц, Гинденбург. В этот период танковая армия форсировала реку Одер, захватила плацдарм и активно участвовала в боях по разгрому и овладению крупными промышленными центрами в Верхней Силезии, а также полному очищению от противника Домбровского угольного района.
После войны генерал продолжил службу в Советской Армии. Ещё год был начальником штаба 3-й гвардейской танковой армии (с мая 1946 — 3-я гвардейская механизированная армия), а после её сокращения до дивизии в ноябре 1946 года — начальником штаба 3-й гвардейской отдельной кадровой танковой дивизией. Оставался в должности до июня 1948 года.[1] С июня 1948 по октябрь 1950 — начальник штаба 5-й гвардейской танковой армии в Белорусском военном округе.
↑Калашников К. А., Додонов И. Ю. Высший командный состав Вооружённых сил СССР в послевоенный период. Справочные материалы (1945—1975). Том 4. Командный состав Сухопутных войск (армейское и дивизионное звенья). Часть первая. — Усть-Каменогорск: «Медиа-Альянс», 2019. — 428 с. — ISBN 978-601-7887-31-5. — С.60.