16 августа 1946 г. генерал-лейтенанту Дмитрию Карбышеву было посмертно присвоено звание Героя Советского Союза. Как записано в указе, это высокое звание присвоено генералу-герою, трагически погибшему в фашистском плену, "за исключительную стойкость и мужество, проявленные в борьбе с немецкими захватчиками в Великой Отечественной войне".

28 февраля 1948 г. главнокомандующий Центральной группой войск генерал-полковник Курасов и начальник инженерных войск ЦГВ генерал-майор Слюнин в присутствии делегаций от войск группы почетного караула, а также правительства Австрийской Республики открыли памятник и мемориальную доску на месте, где фашисты зверски замучили генерала Карбышева на территории бывшего гитлеровского концентрационного лагеря Маутхаузен.

В России его имя увековечено в названиях воинских коллективов, кораблей и железнодорожных станций, улиц и бульваров многих городов, присвоено многочисленным школам. Между Марсом и Юпитером совершает путь по околосолнечной орбите малая планета # 1959 - Карбышев.
В начале 1960-х годов организационно оформилось движение юных карбышевцев, душой которого стала дочь Героя Елена Дмитриевна, полковник инженерных войск.