Дмитрий родился в семье рабочего-сталелитейщика, окончил гимназию.
Участник революционных событий 1917 года в Брянске, работал секретарём отдела в Брянском уездном Совете рабочих, крестьянских и солдатских депутатов. С 1918 года в Красной Армии, вступил добровольцем. Воевал в 4-й Орловской стрелковой дивизии, участник обороны Петрограда от белых войск генерала Н. Н. Юденича. Член ВКП(б) с 1920 года.
С мая 1920 года — в органах ВЧК. Был уполномоченным Брянской уездной ЧК, Особого отдела Донецкой ЧК, начальником Старобельской и Шахтинской уездных ЧК, начальником Особого отдела Донецкого губотдела ГПУ. С октября 1922 года — уполномоченный Одесской ЧК, в 1925 году назначен начальником Секретного отдела Одесского ГПУ. Участник ликвидации многочисленных повстанческих отрядов и обычных уголовных банд. В 1921 году награждён золотыми часами, в 1927 и в 1929 годах награждался именным огнестрельным оружием. Находился на чекистской работе в Киеве, Днепропетровске, Херсоне, Бердичеве, Сталино, Новограде-Волынском, начальник городского отдела НКВД в Кировограде.
В 1936 году окончил курсы высшего начальствующего состава при Центральной школе НКВД СССР. С 3 июля 1936 года — капитан государственной безопасности.
За образцовое выполнение заданий командования в тылу противника Дмитрию Николаевичу Медведеву Указом Президиума Верховного Совета СССР от 5 ноября 1944 года присвоено звание Героя Советского Союза.
