Дмитрий Смирнов родился в 1994 году в Санкт-Петербурге в семье музыкантов. Окончил Среднюю специальную музыкальную школу-лицей при Санкт-Петербургской государственной консерватории имени Н. А. Римского-Корсакова (педагоги – Елена Зайцева и Анастасия Милка). Продолжил обучение в Швейцарии в Высшей школе музыки Лозанны у профессора Павла Верникова и Музыкальной академии Базеля у профессора Райнера Шмидта.
Начал выступать на сцене c восьми лет. В 13 лет дебютировал в Карнеги-холле в Нью-Йорке, два года спустя – в лондонском Уигмор-холле. Принимал участие в международных фестивалях Crescendo, «Музыкальный Олимп», «Москва встречает друзей», Зальцбургском фестивале и Инсбрукском фестивале старинной музыки в Австрии, L'estate musicale («Музыкальное лето») в Италии, Popcomm в Германии, Inverno musicale («Музыкальная зима») в Бразилии, фестивале в Гштааде и Летнем фестивале в Давосе (Швейцария).
Лауреат многих юношеских международных конкурсов, в том числе имени Давида Ойстраха в Москве (Iпремия), IIpiccoloviolinmagico в Италии (I премия) и Иегуди Менухина в Кардиффе (II премия). Обладатель IIпремии Первого Всероссийского музыкального конкурса в Москве (2011). Победитель международных конкурсов имени Тибора Варги в Сьоне (Швейцария, 2015), Concours d'Interprétation Musicale в Лозанне и RotaryExcellencePrize в Лугано (2017).
В 2018 году был удостоен III премии Международного конкурса имени Маргерит Лонг, Жака Тибо и Режин Креспен (Франция), где получил также премию Общества музыкальных авторов и издателей за исполнение произведения современного автора и скрипку работы современного французского мастера Патрика Робена.
Выступал с Государственным камерным оркестром «Виртуозы Москвы», оркестрами Санкт-Петербургской и Московской филармоний, Госоркестром России имени Е. Ф. Светланова, Большим симфоническим оркестром имени П. И. Чайковского, ГСО «Новая Россия», «Санкт-Петербург Камератой», Госкапеллой России, Государственным академическим камерным оркестром России, Волгоградским симфоническим оркестром, оркестром «Солисты Венеции и Падуи», ансамблем QuestaMusica, Лондонским симфоническим оркестром, Немецким симфоническим оркестром Берлина, Симфоническим оркестром Баварского радио. Сотрудничал с дирижерами Владимиром Федосеевым, Владимиром Спиваковым, Львом Маркизом, Филиппом Чижевским, Эдуардом Грачом, Сергеем Ролдугиным, Фабио Мастранджело, Антоном Лубченко, Деляной Лазаровой и другими.
В числе партнеров по сцене – также виолончелисты Соль Габетта и Эдгар Моро, гамбист Витторио Гиельми, лютнист Лука Пьянка, сопрано Юлия Лежнева, пианист Сергей Бабаян и другие.
С 2011 года – солист и постоянный участник программ Санкт-Петербургского Дома музыки. В сезоне 2021/22 получил статус артиста-резидента в Оснабрюке (Германия), где также был удостоен муниципальной музыкальной премии.
В числе наиболее значимых событий сезона 2025/26 – мировая премьера реконструкции Скрипичного концерта Гавриила Попова в рамках абонемента «Другое пространство», выступления с барочным ансамблем Il Giardino Armonico в венском Музикферайне, с Симфоническим филармоническим оркестром Осло под управлением Джованни Антонини и оркестром филармонии Штутгарта под управлением Холли Чё.
Музыкант записал несколько дисков с Базельским камерным оркестром, в том числе Invitation au Voyage(под управлением Хайнца Холлигера, Prospero Classica, 2023), Per il Luigi со Скрипичным концертом Гайдна (под управлением Джованни Антонини, Alpha Classics, 2025) и сборник «Странник Сантон» с неизвестной музыкой французского скрипача-виртуоза Проспера Сантона и других композиторов (с Джованни Антонини, Fuga Libera, 2026).
С 2024 года организует фестиваль камерной музыки «Сезоны» (Stagioni Festival) в Монтекастелли-Пизано (Италия). С 2025 года – концертмейстер Базельского камерного оркестра.