До лав РСЧА призваний у 1931 році. Військову службу проходив на Далекому Сході, де закінчив школу молодшого командного складу. Член ВКП(б) з 1932 року. У 1935 році закінчив Омську військову піхотну школу. Повернувся на Далекий Схід, обіймав посади командиравзводу, згодом — роти.
Брав участь у битві на озері Хасан. Особливо командир роти 119-го стрілецького полку 40-ї стрілецької дивізії (39-й стрілецький корпус, 1-ша Приморська армія, Далекосхідний фронт) старший лейтенант Д. Т. Левченко відзначився 31 липня 1938 року. Японські мілітаристи переважаючими силами захопили сопки Заозерну і Безіменну, які боронили 11 радянських прикордонників. Рота під командуванням Д. Т. Левченка першою прийшла на допомогу прикордонникам. З ходу стрільці вступили в бій і раптовою атакою звільнили сопку Безіменну від японців. Зайнявши оборону, бійці роти з успіхом відбивали атаки переважаючого чисельно супротивника, тричі переходячи в контратаки. Старший лейтенант Левченко, будучи пораненим, вступив у сутичку з 7 солдатами ворога й вийшов з неї переможцем. Рота втримала свої позиції.
Указом ПрезидіїВерховної Ради СРСР від 25 жовтня1938 року «за зразкове виконання бойових завдань і геройство, виявлене при обороні району озера Хасан», старшому лейтенантові Левченку Дорофію Тимофійовичу присвоєне звання Героя Радянського Союзу. Після встановлення знаку особливої відзнаки, отримав медаль «Золота Зірка» за № 90.
.svg){kind=small}
