Решением ЦК КП(б)У и приказом НКВД СССР от 20 августа 1940 г. Горюнов был утвержден в качестве номенклатурного работника в должности заместителя начальника ОО НКВД армейской группы, с дальнейшим выдвижением на самостоятельную руководящую работу. Было подготовлено представление на назначение его начальником чекистского органа армейской группы войск.

Но весной 1941 г. управление Армейской кавгруппы было обращено на формирование управления более крупного общевойскового объединения – 26-й армии КОВО. Д. И. Горюнов стал заместителем начальника 3-го отдела этой армии, штаб которой дислоцировался в г. Самбор, и в этой должности вступил в войну с гитлеровской Германией.

В августе 1941 г. по указанию заместителя начальника Управления особых отделов НКВД СССР С. Р. Мильштейна Горюнов был отозван в Москву и в конце месяца направлен «для оказания помощи в наведении порядка в войсках» в 21-ю армию Брянского фронта, пытающуюся сдержать танки Г. Гудериана, а после трагедии Киевского котла, окружения войск Юго-Западного фронта – в распоряжение ОО НКВД Юго-Западного направления в Харьков. Здесь Д. И. Горюнов, в качестве представителя УОО НКВД, занимался «оказанием практической помощи», а скорее, восстановлением работы особых отделов конно-механизированных групп, розыском оставшихся в окружении противника работников штаба и особого отдела Юго-Западного фронта. Как известно, 20 сентября 1941 г. не многим из них удалось выйти из кольца немецких войск. При выходе погиб в бою командующий фронтом М. И. Кирпонос и вместе с ним бывший начальник Горюнова – начальник ОО НКВД Юго-Западного фронта А. Н. Михеев.

Среди прорвавшихся через кольцо окружения во главе отряда чекистов и пограничников был начальник 3-го отделения ОО НКВД ЮЗФ А. М. Оксень, через месяц ставший коллегой Горюнова по должности заместителя начальника особого отдела Калининского фронта. Это, кстати, было уже второе окружение Оксеня. В июле 1941 г., будучи начальником особого отдела 8 мехкорпуса Юго-Западного фронта, он выходил из окружения в районе Дубно – Броды в составе группы, возглавляемой военкомом мехкорпуса бригадным комиссаром Н. К. Поппелем. Тогда организованный выход с боем этой группы, насчитывавшей более 1700 бойцов и командиров, стал поводом для упоминания ее в качестве положительного примера в резонансном приказе Ставки ВГК № 270 от 16 августа 1941 г. Второй раз Оксень также вышел из окружения в организованной группе, с боем, в форме, с оружием и документами. Безупречность поведения А. М. Оксеня в обоих случаях была налицо, однако, по существовавшим нормативам все вышедшие из окружения сотрудники органов госбезопасности подвергались тщательной проверке.