Должен ли я возмещать ущерб за ДТП в данной ситуации?

Для того, чтобы доказать, что Вы не знали о недействительности полиса, необходимо подавать исковое заявление в суд, где ответчиком будет продавец авто.

Добрый день,  к сожалению большая вероятность того, что возмещать ущерб придется именно Вам. 

В соответствии с п. 8 со. 15 фз об ОСАГО страхователь должен незамедлительно сообщать об изменим условий договора. Так как Вы купили машину, следовательно, изменился собственник и необходимо внести изменения в договор. 

По поводу недействительности полиса,  предлагаю зайти на сайт РСА и по номеру проверить историю бланка полиса. Предыдущий владелец мог и час не знать о подделке полиса, такие ситуации не редкость.

Также обратитесь в страховую компанию, в которой застрахован Ваш автомобиль за разъяснением по договору. Найти агенство или конкретного агента, оформлявшего договор. В случае, если удастся установить лицо, продавшее поддельный полис, можно предьявить иск к нему.