Активно участвовал в диспутах на религиозные темы, в которых отстаивал религиозное мировоззрение. 5 сентября 1924 г. был арестован, вскоре освобождён. В 1926 г. арестован вторично, приговорён к трём годам лишения свободы, наказание отбывал в лагерях на территории современной Томской области. В 1929 г. освобождён. В 1930 г. вновь арестован, приговорён к десяти годам заключения. В 1944 г. Д.И. Боголюбов написал письмо Патриарху Московскому и всея Руси Сергию (Страгородскому) с просьбой дать ему работу в духовном учебном заведении. Постановлением Учёного совета Православного Богословского института от 7 июня 1944 г. Д.И. Боголюбов был утверждён в должности доцента и назначен заведующим кафедрой истории обличения раскола и сектантства. 31 августа 1946 г. Богословский институт был преобразован в Московскую духовную академию. По воспоминаниям митрополита  Волоколамского и Юрьевского Питирима (Нечаева), уроки Д.И. Боголюбова в академии во многом основывались на собственном опыте противосектантской деятельности. В 1946 г. по благословению Патриарха Московского и всея Руси Алексия I Д.И. Боголюбов написал две статьи для «Журнала Московской Патриархии», в которых доказывал, что между православными и старообрядцами, приемлющими священство, не существует догматических расхождений. При этом указал на антиканоничность и безблагодатность Белокриницкой иерархии и призвал членов белокриницкого согласия «позабыть прежние взаимные обиды» и вернуться в лоно церкви. В то время существовали надежды, что раскол старообрядчества удастся ликвидировать в ближайшее время, как был ликвидирован незадолго до этого обновленческий раскол. Однако призыв Д.И. Боголюбова не был услышан старообрядцами. За совокупность трудов советом Московской духовной академии 24 января 1947 г. Д.И. Боголюбов был удостоен степени магистра богословия и звания профессора, с 1950 г. – заслуженный профессор. 13 сентября 1951 г. по болезни освобождён от преподавательской работы в Московской духовной академии и назначен духовником академии. 3 февраля 1953 г. освобождён от должности духовника из-за слабого здоровья. Скончался от воспаления лёгких, похоронен на Новом кладбище в Сергиевом Посаде.