Из рода Московских вел. кн. Сын Ивана III Васильевича и византийской царевны Софьи Фоминишны Палеолог. Род. 6 окт. 1481 г. Кн. Углицкий.

В 1500 году Дмитрий, посланный с московским войском под Смоленск, не смог взять этого города и ограничился взятием Орши, а также опустошением Литовских областей.

В апреле 1506 году Василий III отправил Дмитрия вместе с воеводой князем Федором Ивановичем Вольским на Казань против Магмет-Аминя. 22 мая судовая рать пришла под Казань, и Дмитрий немедленно велел ратным людям высадиться из судов и идти пешком к городу в знойный день. Татары выступили им навстречу и завязали бой, тогда как другая часть казанского войска на лошадях тайно заехала к ним в тыл и отрезала от судов. Русские потерпели сильное поражение: много их было побито, много взято в плен, много потонуло в Поганом озере. Узнав об этом несчастий, великий князь в тот же день велел выступать к Казани князю Василию Даниловичу Холмскому с другими воеводами, а брату послал сказать, чтоб до прибытия Холмского не приступал вторично к городу. Но когда 22 июня подошла конная рать с князем Ростовским, Дмитрий не счел нужным медлить более и повел опять войско к городу. Сначала он действовал успешно, но потом потерпел новое поражение и принужден был бежать, бросив пушки и осадные машины. Дмитрий ушел в Нижний, и поход таким образом закончился неудачею. По смерти Дмитрия его удел был присоединен к Москве.