Вступив в подпольную комсомольскую организацию «Молодая гвардия», Демьян Фомин принимает активное участие в выполнении боевых операций. Ему поручают ответственные задания, требующие большого мужества и находчивости. И каждый раз отважный подпольщик справляется с ними отлично.
В ноябре Сергей Тюленин, Семен Остапенко, Владимир Осьмухин и Демьян Фомин, устроив засаду, отбили 500 голов скота, который фашисты отобрали у населения. Скот разогнали по селам и хуторам. Через несколько дней вместе с Иваном Туркеничем и Анатолием Поповым по дороге к Изварино обстреляли легковую машину, уничтожив несколько офицеров и забрав их оружие.
В декабре Демьян Фомин участвовал в освобождении советских военнопленных из Первомайской больницы. Командир «Молодой гвардии» Иван Туркенич писал об этом так: «Под вечер мы заслали Дему Фомина с ключом и напильником в больницу. С помощью хитрых уловок он проник туда и сумел предупредить пленных. В три часа ночи мы сняли часового, стоявшего у дверей больницы, а Демьян Фомин в то время открыл изнутри дверь и вывел пленных».