В начале Великой Отечественной войны Давид Самойлов, только что окончивший 3 курс, был мобилизован и направлен на трудовой фронт — строить укрепления под Вязьмой. Тяжело заболев осенью, поэт был отправлен в Самарканд, где сначала учился в вечернем педагогическом институте, а в июне 1942 г. поступил в эвакуированное в г. Катта-Курган близ Самарканда Гомельское военно-пехотное офицерское училище. Поручившись там около двух месяцев, Самойлов был направлен на Волховский фронт. Осень и зиму 1942-1943 гг. воевал пулеметчиком в составе 1-й Отдельной горно-стрелковой бригады, с которой принял участие в прорыве блокады Ленинграда.

26 марта 1943 г. при штурме укрепленной полосы противника в районе станции Мга Самойлов получил тяжелое осколочное ранение левой руки. Жизнь поэту спас алтайский крестьянин С.А. Косов, именно ему посвящено стихотворение «Семен Андреич». После ранения Самойлов полгода провел в госпиталях. В августе, после выздоровления, был перенаправлен из Красноуральского эвакогоспиталя № 1932 в состав запасного полка под Горьким.

В начале 1944 г. поэт при участии И.Г. Эренбурга вырвался на фронт и был зачислен в состав Третьей отдельной моторазведывательной роты разведотдела штаба 1-го Белорусского фронта. В 1944-1945 гг. участвовал в освобождении Белоруссии и Польши, в боях за Берлин.

За военные подвиги в 1943 г. поэт был награжден медалью «За отвагу», в 1944 г. – «За боевые заслуги», в 1945 г. получил орден Красной Звезды.