Мальчиком Дмитрий был поставлен отцом, князем Александром Невским, княжить в Новгороде, но после его смерти был изгнан горожанами, сетовавшими, что князь «еще мал». Затем Дмитрий княжил в Переяславле, а в 1276 г., после смерти своего дяди Василия Ярославича, стал великим князем владимирским, одновременно являясь и князем новгородским. В 1281 г. ярлык на великое княжение получил в Орде младший брат Дмитрия — Андрей. Дмитрий удалился в Новгород, но новгородцы вынудили его уйти «за море», откуда он вскоре вернулся в Переяславль. После 1283 г. ездил к хану Ногаю в Причерноморские степи и возвратился с ярлыком на свой престол, но вражда между ним и братом Андреем после этого возобновилась. Дмитрий согласился уйти на княжение в Переяславль, но по пути заболел и умер.