Однако есть и абсолютно достоверные факты. К ним относится эпизод, связанный с обороной Серпухова. Дело в том, что 16 октября 1941 года 4-я танковая бригада получила приказ на передислокацию в район поселка Кубинка Московской области, а затем в район станции Чисмена, что в 105 км от Москвы по Волоколамскому шоссе. Тут-то и выяснилось, что танк Лавриненко пропал. Катуков оставил его по просьбе командования 50-й армии для охраны ее штаба. Командование армии обещало комбригу долго не задерживать Лавриненко. Но с этого дня прошло уже четверо суток. М.Е. Катуков и начальник политотдела старший батальонный комиссар И.Г. Деревянкин кинулись звонить во все концы, но следов Лавриненко найти так и не смогли. Назревало ЧП.
В полдень 20 октября к штабу бригады, лязгая гусеницами, подкатила «тридцатьчетверка», а вслед за ней немецкий штабной автобус. Люк башни открылся, и оттуда как ни в чем не бывало вылез Лавриненко, а следом за ним члены его экипажа — заряжающий рядовой Федотов и стрелок-радист сержант Борзых. За рулем штабного автобуса сидел механик-водитель старший сержант Бедный.
На Лавриненко набросился разгневанный начальник политотдела Деревянкин, требуя объяснения причин задержки неизвестно где находившихся все это время лейтенанта и членов его экипажа. Вместо ответа Лавриненко вынул из нагрудного кармана гимнастерки бумагу и подал ее начальнику политотдела. В бумаге было написано следующее:
«Полковнику тов. Катукову. Командир машины Лавриненко Дмитрий Федорович был мною задержан. Ему была поставлена задача остановить прорвавшегося противника и помочь восстановить положение на фронте и в районе города Серпухова. Он эту задачу не только с честью выполнил, но и геройски проявил себя. За образцовое выполнение боевой задачи Военный совет армии всему личному составу экипажа объявил благодарность и представил к правительственной награде. Комендант города Серпухова комбриг Фирсов».
Дело оказалось вот в чем. Штаб 50-й армии отпустил танк Лавриненко буквально вслед за ушедшей танковой бригадой. Но дорога оказалась забитой автотранспортом и, как ни торопился Лавриненко, нагнать бригаду ему не удалось. Прибыв в Серпухов, экипаж решил побриться в парикмахерской. Только Лавриненко уселся в кресло, как внезапно в зал вбежал запыхавшийся красноармеец и сказал лейтенанту, чтобы тот срочно прибыл к коменданту города комбригу Фирсову.
Явившись к Фирсову, Лавриненко узнал, что по шоссе из Малоярославца на Серпухов идет немецкая колонна численностью до батальона. Никаких сил для обороны города у коменданта под рукой не было. Части для обороны Серпухова должны были вот-вот подойти, а до этого вся надежда у Фирсова оставалась на один-единственный танк Лавриненко.
В роще, у Высокиничей, Т-34 Лавриненко стал в засаду. Дорога в обе стороны просматривалась хорошо. Через несколько минут на шоссе показалась немецкая колонна. Впереди тарахтели мотоциклы, потом шла штабная машина, три грузовика с пехотой и противотанковыми орудиями. Немцы вели себя крайне самоуверенно и не выслали вперед разведку. Подпустив колонну на 150 метров, Лавриненко расстрелял ее в упор. Два орудия были сразу же разбиты, третье немецкие артиллеристы пытались развернуть, но танк Лавриненко выскочил на шоссе и врезался в грузовики с пехотой, а затем раздавил орудие. Вскоре подошла пехотная часть и добила ошеломленного и растерянного противника.
Экипаж Лавриненко сдал коменданту Серпухова 13 автоматов, 6 минометов, 10 мотоциклов с колясками и противотанковое орудие с полным боекомплектом. Штабную машину Фирсов разрешил забрать в бригаду. Ее-то своим ходом и вел пересевший из «тридцатьчетверки» механик-водитель Бедный. В автобусе оказались важные документы и карты, которые Катуков немедленно отправил в Москву.
С конца октября 4-я танковая бригада вела бои уже на подступах к столице, на Волоколамском направлении в составе 16-й армии. 10 ноября 1941 года М.Е. Катукову было присвоено звание генерал-майора, а на следующий день увидел свет приказ Наркома обороны № 337 о преобразовании 4-й танковой бригады в 1-ю гвардейскую танковую бригаду.
В ноябрьских боях на Волоколамском направлении вновь отличился уже старший лейтенант Лавриненко. 17 ноября 1941 года недалеко от села Лысцево его танковая группа, состоявшая из трех танков Т-34 и трех танков БТ-7, была выделена для поддержки 1073-го стрелкового полка 316-й стрелковой дивизии генерал-майора И.В. Панфилова.
Договорившись с командиром стрелкового полка о взаимодействии, старший лейтенант Лавриненко решил построить свою группу в два эшелона. В первом шли БТ-7 под командованием Заики, Пятачкова и Маликова. Во втором эшелоне — «тридцатьчетверки» Лавриненко, Томилина и Фролова.
До Лысцева оставалось примерно полкилометра, когда Маликов заметил на опушке леса у села немецкие танки. Подсчитали — восемнадцать! Немецкие солдаты, толпившиеся до этого на опушке леса, побежали к своим машинам: они заметили наши танки, идущие в атаку.