Дмитрий Дмитренко родился 17 июня 1988 года в городе Владивосток. Воспитывался парень в семье родной тети, так как отец ушел из семьи еще до его рождения, а мать скончалась, когда ему было 10 лет. Сразу после школы он поступил в Дальневосточную государственную академию искусств, после окончания которой работал в Приморской краевой филармонии, играл в театре и кино. Несколько лет назад в прокат выходил фильм Проект гроза, где Дима исполнил одну из ролей.

В последнее время из-за невостребованности как актер Дмитрий работал менеджером продаж, пока в самом конце 2015 года его землячка Ольга Рапунцель не пригласила на Дом 2, чтобы строить любовь под камерами. Пара часто ссорилась и расходилась, Оля сбегала от него на Сейшельские острова, на некоторое время Дима даже покидал телепроект, но потом всё равно они мирились и сейчас уже задумываются о том, чтобы узаконить свои отношения.

Зимой 2016 года их пара приняла участие в конкурсе Свадьба на миллион.