9 февраля Станислав Довойна приказал своим войскам оставить Великий посад, составлявший большую часть города, и, запалив его, перейти в Верхний замок — полоцкую цитадель. Жителей посада принялись насильственно «забивать» туда, а пламя должно было расчистить место для действия крепостной артиллерии и стрелков. К тому же захват Великого посада отдавал русским полкам в руки богатейшую добычу, и начальник гарнизона предпочел предать ее огню.

Вот здесь-то и появляется князь Д.И. Хворостинин.

В походе он играл скромную роль войскового головы в государевом полку. Ему надлежало «за государем ездити» во главе небольшого отряда из 200 дворян. Рядом и отец его, Иван Михайлович, в чине окольничего следовавший в свите государя. Пока войско шло к Полоцку, Хворостинин должен был разбираться с заторами, продвигая по забитой людьми и повозками дороге полковые обозы. 30 ноября 1562 г. его поставили в боевое охранение во главе заставы на том месте, где на следующий день разместится царская ставка.

Именно на его долю выпало главное столкновение с гарнизоном Полоцка — бой за горящий Великий посад.

Летопись рассказывает о действиях Дмитрия Ивановича 9 февраля следующее: «Стрельцы царевы и великого князя и боярские люди и казаки в острог вошли… и с ляхи начали биться», стремясь отбить посадское имущество. Тогда «…царь и великий князь для того дела послал из своего полку голов, а велел тех людей… поберечи… из острогу выслати». Острогом летопись называет посадские стены. Головы из государева двора и были — князья Дмитрий Иванович Хворостинин и Дмитрий Федорович Овчинин. Они действовали в высшей степени удачно: «…ляхов в остроге потоптали и в город вбили, а государьских людей отвели здорово. А которые люди Полоцкого повета сельские сидели в остроге, и те в город не пошли, а вышли в государский полки и воеводские полки…»

После падения Полоцка Хворостинин одним из первых вошел в Верхний замок и оставался там на «боевом дежурстве».