Prințul Dmitri Alexandrovici Romanov s-a născut pe 15 august 1901 la Palatul Gatchina, în apropiere de Sankt Petersburg, fiind al patrulea fiu și al cincilea copil dintre cei șapte ai Marelui Duce Alexandru Mihailovici și ai Xeniei Alexandrovna.
În timpul Revoluției Ruse, Dmitri a fost închis împreună cu părinții și bunica maternă, țarina Maria Feodorovna, la Dulber, în Crimeea. Spre deosebire de mulți alți membri ai familiei Romanov care au fost uciși de bolșevici, micul grup a reușit să scape, fiind eliberat de trupele germane în 1918 și părăsind Rusia bolșevică pe 11 aprilie 1919, la bordul navei britanice “HMS Marlborough”.
În exil prințul Dmitri a trăit între Anglia și Franța, iar la sfârșitul anilor 1920 a emigrat în Statele Unite, unde a lucrat ca broker în Manhattan. Tânărul s-a întors în Europa la începutul anilor 1930 și, pentru o perioadă scurtă de timp, a condus magazinul Coco Chanel din Biarritz. Aici a cunoscut o aristocrată de origine rusă care lucra ca model pentru casa de modă Chanel, pe contesa Marina Sergeievna Golenistcheva-Kutuzova. Tânăra era cea de-a doua fiică a contelui Serghei Alexandrovici Golenishchev și a soției sale, Maria Alexandrovna, și ei plecați în exil după Revoluția bolșevică.
Marina era la cel moment unul dintre modelele cele mai admirate ale casei de modă datorită frumuseții și eleganței sale, prințul Dmitri s-a îndrăgostit și cei doi s-au căsătorit la Paris pe 25 octombrie 1931, mireasa purtând la nuntă o superbă rochie Chanel. Cuplul a avut o fiică, pe prințesa Nadejda Dmitrievna.
În 1947, Dmitri a divorțat de Prințesa Marina, care s-a mutat cu fiica lor în Statele Unite. În anii ’50, prințul a studiat piața vinurilor de lux și apoi a devenit reprezentant de vânzari europene pentru o firmă de whisky în Anglia. S-a recăsătorit pe 20 octombri 1954 cu Lady Milbanke, născută Margaret Sheila MacKellar Chisholm, și a dus o viață modestă în Belgravia, în centrul Londrei.
În 1979, după ce a fost fondată Asociația familiei Romanov, Prințul Dmitri a devenit primul ei președinte, ocupându-se de cercetarea istoriei familiei imperiale. A murit un an mai târziu, pe 7 iulie 1980.
