Великий Князь Дмитрий Константинович родился в Стрельне 13 июня 1860 года.

Его отцом был Великий Князь Константин Николаевич – пятый ребёнок и второй сын Императора Николая I, генерал-Адмирал, а мать – Великая Княгиня Александра Иосифовна (урождённая Александра Фридерика Генриетта Паулина Марианна Элизабет, Герцогиня Саксен-Альтенбургская).

Великий Князь Дмитрий Константинович был высокого роста  (более 1 м 80 см) и очень худым. Ещё одной его отличительной чертой была короткая стрижка, а также усы, концы которых он всегда закручивал кверху.

Как и все дети Великого Князя, Дмитрий Константинович  получил хорошее образование, в результате которого обладал солидными знаниями в различных областях, но в особенности классической литературе. Как и все члены он принимал участие в домашних спектаклях, в которых обнаружил незаурядный талант актёра.

Подобно своему старшему брату – Великому Князю Константину Константиновичу, Дмитрий Константинович должен был пойти по стопам их отца на флот, но этой службе он предпочёл кавалерию, так как с раннего детства очень любил лошадей.

Свою военную службу он начал в 1880 году, будучи зачисленным в Лейб-Гвардии Конном полку и уже к 1896 году командовал Лейб-Гвардии Конно-Гренадерским полком. А с 1903 по 19053 годы командовал 1-й бригадой 2-й Гвардейской кавалерийской дивизии.

Помимо строевых должностей, Великий Князь на протяжении нескольких лет занимал должность Председателя Комиссии по приму лошадей, поставляемых Главным Управлением Государственного Коннозаводства в полки армейской кавалерии, а также великое множество всевозможных почётных должностей, связанных со спортом и лошадьми.

Своему увлечению лошадьми Великий Князь отдавал всю свою энергию, для чего имел даже свой собственный Дубровский Конный завод, располагавшийся недалеко от Полтавы, на котором выращивали чистокровных рысаков. И надо сказать, что выращенные на его заводе рысаки пользовались неизменным успехом среди офицеров кавалерийских полков, так как славились своей красотой и силой.

В отличие от своих братьев, обзаведшихся семьями и имевшими детей, Великий Князь Дмитрий Константинович не был женат и слыл убеждённым женоненавистником. «Бойтесь юбок!» – было одним из главных его предостережений. А так как он не имел детей, то стал вторым отцом для многочисленных сыновей и дочерей своего старшего брата Константина, которым посвящал много времени, обучая их верховой езде и основам коннозаводства.

Местом своего постоянного пребывания Великий Князь Дмитрий Константинович избрал Крым, где проживал в весьма скромном дачном домике, а приезжая в Санкт-Петербург, всегда останавливался в Мраморном дворце у брата Константина Константиновича. И не будет преувеличением сказать, что Великий Князь Дмитрий Константинович был, пожалуй, одним из самых непритязательных Членов Дома Романовых, так как жил всегда, более чем скромно, без скандалов и вражды. И, надо сказать, что застенчивость Великого Князя вошла в поговорку. Так, к примеру, путешествуя поездом, он никогда не выходил на станциях, а если кто-то и заставал его врасплох, прося принять официальную делегацию, то он во избежание подобной ситуации на следующей станции, всегда опускал занавески на окнах вагона.

На протяжении всей своей жизни Великий Князь всегда руководствовался заветом Императора Николая I, который как-то сказал, что:  «Всякий из Вас должен всегда помнить, что только своей жизнью он может искупить происхождение Великого Князя!»

С детства страдая плохим зрением, Великий Князь Дмитрий Константинович к 1914 году почти ослеп (в связи с этим обстоятельством он был вынужден оставить строевую службу ещё в 1905 году), посему не мог принимать активного участия в начавшейся Первой мировой войне. Однако он всё же вносил свой посильный вклад в дело победы, курируя как Генерал-Адъютант обучение конников в кавалерийских частях.

После отречения Государя Императора Николая II Великий Князь продолжал носить военную форму, несмотря на то, что в апреле 1917 года был уволен в отставку. А когда её ношение стало небезопасным, придумал для полувоенный костюм, имевший сходство с одеждой шофёра того времени: кожаную двубортную куртку, галифе цвета хаки и высокие кавалерийские сапоги.

В апреле 1918 года Великий Князь Дмитрий Константинович был выслан со своими кузенами – Великими Князьями Николаем и Георгием Михайловичами из Петрограда в Вятку. Вместе с ним со своими малолетними детьми в добровольную ссылку отправилась и Княгиня Татьяна Константиновна (дочь Великого Князя Константина Константиновича, потерявшая в 1915 году своего мужа, погибшего в бою на Юго-Западном фронте). Однако предвидя возможные осложнения политической обстановки в Советской России, которая в первую очередь могла отразиться на членах бывшего Императорского Дома Романовых, Дмитрий Константинович вскоре потребовал её немедленного отъезда за границу, поручив всю заботу о ней своему Управляющему делами – Полковнику А.В. Короченцову.

И, надо сказать, что тревоги Великого Князя были не случайны. В июле 1918 года он, находясь в ссылке, был арестован и препровождён в Вологодскую тюрьму, откуда через три недели перевезён в Петроград, в Дом Предварительного Заключения на Шпалерной улице, где содержался в одной камере со своим кузеном – Великим Князем Георгием Михайловичем. А находящийся в соседней камере его племянник – Князь Императорской Крови Гавриил Константинович (избежавший смерти стараниями А.М. Горького) позднее вспоминал, что дядя узнав о том, что стал заложником, утешая его говорил: «Не будь на то Господня воля, – говорил он, цитируя «Бородино» – не отдали б Москвы», а что наша жизнь в сравнении с Россией – нашей Родиной?»

Говорят также, что очень религиозно настроенный Великий Князь Дмитрий Константинович перед расстрелом сказал: «Прости их Господи, ибо не ведают, что творят…»

К настоящему времени место захоронения Великого Князя Дмитрия Константиновича не выявлено.

В ноябре 1981 году решением Священного Архиерейского Собора РПЦЗ Великий Князь Дмитрий Константинович причислен к лику Святых Новомучеников Российских от власти безбожной пострадавших.

Посмертно 9 июня 1999 года реабилитирован Генеральной Прокуратурой Российской Федерации.