Su padre, Mikhail, que fuera campeón soviético de tenis me mesa en 1982, se trasladó con su familia a Alemania poco después del nacimiento de Dimitrij.
En octubre de 2013 se proclamó campeón de Europa derrotando en la final al bielorruso Vladimir Samsonov, título que revalidó dos años después ante el portugués Marcos Freitas.
En 2017 ganó la Copa del Mundo individual derrotando en la final a su compatriota Timo Boll.
Utiliza una técnica especial en sus servicios, que fue referida por TIME como una de las mejores 50 innovaciones del año 2008.
Su pala es una Donic Ovtcharov Original Senso Carbon con gomas Butterfly Tenergy 05 en ambos lados.