Первый боевой вылет в Великой Отечественной войне совершил в январе 1942 года в Крыму. В этом бою Глинка сбил три самолёта противника и был сбит сам, был контужен, вернулся в строй[2]. К сентябрю 1942 года Дмитрий Глинка совершил 87 боевых вылетов и в 16 воздушных боях сбил пять самолётов противника. 9 сентября 1942 года адъютант 45-го истребительного авиационного полка старший лейтенант Глинка был награждён первым орденом Красного Знамени[3].
… У каждого из них вырабатывался собственный стиль — своеобразный характер поведения в бою. У братьев Глинка он проявлялся в исключительном владении искусством ведения боя на вертикальных маневрах, при этом у каждого был свой, присущий только ему почерк. Дмитрий умел исключительно эффективно использовать тактическую обстановку в любой схватке с врагом, хорошо организовывал взаимодействие внутри группы, которую возглавлял. Борис же был виртуозным мастером пилотажа[4].
К апрелю 1943 года Дмитрий имел на счету 15 воздушных побед и 146 боевых вылетов. 24 апреля ему было присвоено звание Героя Советского Союза (Золотая Звезда № 906). К августу к послужному списку добавилось 14 сбитых (62 боевых вылета).
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 24 августа 1943 года гвардии капитан Глинка Дмитрий Борисович награждён второй медалью «Золотая Звезда».
В августе-сентябре 1943 года помощник командира по воздушно-стрелковой службе 100-го гвардейского истребительного авиационного полка гвардии капитан Дмитрий Глинка совершил 45 боевых вылетов на прикрытие наземных войск и авиации и сопровождение бомбардировщиков, участвовал в четырёх воздушных боях, в которых сбил два бомбардировщика и четыре истребителя противника. 29 декабря 1943 года награждён орденом Отечественной войны 1-й степени[5].
В мае-июне 1944 года заместитель командира 100-го гвардейского истребительного авиационного полка гвардии майор Дмитрий Глинка совершил 14 боевых вылетов и в пяти воздушных боях сбил два бомбардировщика и четыре истребителя противника. 3 ноября 1944 года награждён четвёртым орденом Красного Знамени[6].
В 1945 году заместитель командира 100-го гвардейского истребительного авиационного полка гвардии майор Дмитрий Глинка выполнил 23 боевых вылета на прикрытие наземных войск, участвовал в шести воздушных боях, в которых сбил четыре истребителя противника. 13 мая 1945 года награждён орденом Александра Невского[7].
В 1951 году окончил Военно-воздушную академию (Монино).
С мая 1951 года — командир 351-го истребительного авиационного полка, в августе 1951 — январе 1954 года — командир 530-го истребительного авиационного полка (в Приморском военном округе; Ляодунский полуостров, Китай).
В январе 1954 — январе 1958 года — заместитель командира 149-й истребительной авиационной дивизии (в Приморском военном округе, Ляодунский полуостров, Китай).
С мая 1955 года — в Северной группе войск, Польша.
С января 1958 года — заместитель командира по лётной подготовке, в июне 1958 — августе 1959 года — 1-й заместитель командира 119-й истребительной авиационной дивизии (в Одесском военном округе; город Тирасполь, Молдавия).
В августе 1959 — апреле 1960 года — 1-й заместитель командира 283-й истребительной авиационной дивизии (в Закавказском военном округе; город Миха Цхакая, ныне Сенаки, Грузия).
С июля 1960 года полковник Д. Б. Глинка в запасе.
Работал пилотом в международной авиагруппе Московского управления транспортной авиации ГВФ и в 200-м авиаотряде (аэропорт Внуково). С 1965 года — инструктор, в 1970—1978 годах — инструктор тренажёра 18-го учебно-тренировочного отряда Управления международных воздушных линий (аэропорт Шереметьево).
Депутат Верховного Совета СССР 2-го созыва (1946—1950).
Жил в Москве. Умер 1 марта 1979 года. Похоронен на Кунцевском кладбище в Москве.
Глинка, Дмитрий Борисович // И генерал, и рядовой… : Очерки о Героях Советского Союза, уроженцах Днепропетровской области / Н. И. Воробьёв, С. А. Герасименко, В. Л. Головко и др. ; сост. А. Ф. Снитко ; ред. Г. В. Николенко, К. К. Чернышев. — Днепропетровск : Промінь, 1983. — С. 10—15. — 567 с. — (Герои Советского Союза).
Глинка Дмитрий Борисович и Глинка Борис Борисович // Золотые Звёзды : Книга о дважды Героях и Героях Советского Союза, уроженцах Днепропетровщины / сост. Н. С. Головин, В. Н. Петрищева ; при участии Ф. А. Матюшко, А. И. Посаднев ; ред. М. А. Штейн. — Днепропетровск : Промінь, 1967. — С. 19—26. — 432 с. — (Герои Советского Союза).