В центре Омска, в сквере, носящем его имя (на углу улиц Пушкина и 10 лет Октября(Думская)), 21 сентября 1961 г. был открыт памятник. Авторы памятника – архитектор Ю. Кривущенко, скульптор В. Федоров. Бронзовый бюст стоит на высоком гранитном постаменте. Позади памятника сооружена стена из восьми гранитных плит. На ней золотом высечена надпись: «Генерал Дмитрий Михайлович Карбышев, уроженец города Омска, в годы Великой Отечественной войны проявил исключительное мужество и стойкость в борьбе с врагами. Находясь в фашистских тюрьмах и лагерях, сохранил честь и достоинство советского гражданина, ученого, коммуниста. Верный присяге, патриот предпочел смерть предательству».
Именем Карбышева в Омске названы железнодорожная станция, улица в Ленинском округе, техническая школа РОСТО. В школе № 90 Центрального округа создан музей Д. М. Карбышева и установлен его бюст, на здании Омского кадетского корпуса установлена мемориальная доска.