德米特里大公出生在祖?zhèn)鞯那f園 Llyinskoye莊園，他是父親保羅大公的第二個孩子，同時(shí)也是長子，按輩分算他是末代沙皇尼古拉二世的堂弟。德米特里的母親，亞歷山德拉女大公是希臘國王喬治一世的長女亞歷山德拉·喬治耶芙娜，有趣的事，喬治一世的四子安德烈亞斯王子（Ανδρ?α?，1882年2月1日—1944年12月3日），1903年與巴騰堡的愛麗絲結(jié)婚，有四女一子，一子即英國女王伊麗莎白二世的丈夫愛丁堡公爵菲利普親王。因此，菲利普親王是德米特里大公的表弟。

當(dāng)?shù)旅滋乩锏哪赣H懷孕七個月的時(shí)候，她與朋友外出游玩，她跳上一艘船，并跌倒在船里，第二天，她又摔倒在舞會上，德米特里因此在幾個小時(shí)后早產(chǎn)。醫(yī)生本來斷言德米特里不可能存活，但是在眾人的幫助下，德米特里被包裹在棉花里，裹在一堆裝滿了熱水的玻璃瓶中，他活了下來。然而，他的母親亞歷山德拉女大公因難產(chǎn)并發(fā)癥，在幾個小時(shí)以后就死了，年僅21歲。

德米特里和他同母的姐姐瑪麗亞公主此后一直在圣彼得堡生活。1902年，保羅大公與一個離過婚的平民女人結(jié)婚（Olga Pistolkors），因?yàn)檫`法皇室婚姻法則和宗教原則，保羅大公一家遭到沙皇的驅(qū)逐。德米特里與瑪利亞因此被交給叔叔謝爾蓋·亞歷山德羅維奇大公和他的妻子伊麗莎白女大公（末代沙俄皇后的親妹妹，兩人都是英國維多利亞女王的女兒愛麗絲公主所生）撫養(yǎng)。生活環(huán)境的突然變故使得姐弟二人很不適應(yīng)，在后來的回憶中，瑪利亞公主將謝爾蓋·亞歷山德羅維奇大公形容為一個刻板且嚴(yán)格遵守紀(jì)律的人，而他的妻子，伊麗莎白女大公則是一個冷漠的，不受歡迎的存在。

1905年，謝爾蓋·亞歷山德羅維奇大公遭到社會革命黨組織的炸彈暗殺，當(dāng)時(shí)德米特里與瑪利亞剛被放到馬車上。大公只是德米特里眾多遭到暗殺的家族成員的一個而已，大公死后，伊麗莎白女大公承諾將獨(dú)自撫養(yǎng)姐弟二人�，斃麃喒�主在之后仍然對伯母頗有微詞，因?yàn)樗��?908年被安排與瑞典國王的小兒子威廉 王子的婚姻是伊麗莎白草率的決定。而德米特里正好相反，他很喜歡伊麗莎白，德米特里認(rèn)為她是一個性格堅(jiān)韌的人。

1908年，瑪利亞與瑞典王子威爾海姆（古斯塔夫五世次子）舉行婚禮后，離開俄國前往瑞典生活。這段時(shí)期，由于伊麗莎白女大公經(jīng)常進(jìn)宮見自己的姐姐亞歷山德拉皇后，德米特里因此得到與沙皇夫婦親近的機(jī)會，他盡可能找機(jī)會多和沙皇夫婦在一起，沙皇尼古拉二世非常喜歡德米特里。在德米特里寫給姐姐瑪利亞的信里，他說自己非常享受宮廷生活。

1909年，18歲的德米特里離開伯母，搬到了父親空置的宮殿里。之后他進(jìn)入尼古拉夫斯科騎兵學(xué)校。 畢業(yè)后，他被委任在他的父親曾經(jīng)指揮的騎兵衛(wèi)兵團(tuán)里任職。 德米特里馬術(shù)出眾，他參加了1912年瑞典斯德哥爾摩奧運(yùn)會并獲得第七名。第一次世界大戰(zhàn)前，德米特里計(jì)劃在俄國設(shè)立全國性運(yùn)動會，他的這一愿望后來由蘇維埃政權(quán)實(shí)現(xiàn)，也就是后來的蘇聯(lián)Spartakiad運(yùn)動會。

1916年12月29日（俄歷12月16日），駙馬費(fèi)利克斯·尤蘇波夫親王、德米特里大公、帝國議會右翼議員普利希克維奇、尤蘇波夫的密友蘇霍金大尉和一名醫(yī)生在彼得格勒的尤蘇波夫?qū)m設(shè)下陷阱。尤蘇波夫以妻子伊琳娜公主為美人計(jì)誘餌，將拉斯普京誘來尤蘇波夫?qū)m。

拉斯普京的暗殺過程充滿了夸張的情節(jié)，有很多細(xì)節(jié)可能是編造的，如下毒一事，一些仆人表示當(dāng)時(shí)并未下毒。由于沙皇俄國覆滅后很多調(diào)查文檔被毀或消失，而當(dāng)事人尤蘇波夫和德米特里的回憶又有夸張和吹噓的成分，所以當(dāng)夜的真實(shí)細(xì)節(jié)很難考證。

按照某些說法，當(dāng)人們給拉斯普京吃了摻有氰化鉀的蛋糕，喝了一瓶摻有氰化鉀的馬德拉葡萄酒，想把他毒死，這些毒物足以毒死五個人，但拉斯普京毫無反應(yīng)。于是尤蘇波夫心焦難耐，向拉斯普京開了一槍，眾人以為他已經(jīng)死掉，正要處理尸體時(shí)，拉斯普京突然蘇醒過來，扼住尤蘇波夫的喉嚨，說「費(fèi)利克斯，費(fèi)利克斯！我明日就把你絞死！」，隨后掙脫了眾人的制服，跑到庭院。普利�？司S奇追出屋外，向拉斯普京開了三槍，最后一槍正中其頭部。當(dāng)人們將他拖進(jìn)屋內(nèi)，拉斯普京再度蘇醒過來，尤蘇波夫用啞鈴猛擊其太陽穴，將其打得頭破血流，但拉斯普京仍未死去，只是被再度擊昏。拉斯普京最后被扔入莫伊卡河（涅瓦河支流）的一個冰洞中，尸體于次日被發(fā)現(xiàn)。法醫(yī)驗(yàn)尸結(jié)果表明他是溺水而死的，拉斯普京在冰面下的冰水中存活了8分鐘之久。

妖僧拉斯普京的尸體經(jīng)過防腐處理后被運(yùn)到皇村，悲痛的亞歷山德拉皇后在那為他修建了地下墓穴，并計(jì)劃在墓穴上修建修道院。二月革命后拉斯普京的尸體被進(jìn)駐皇村的士兵發(fā)現(xiàn)，運(yùn)到彼得格勒游街示眾，然后被焚尸揚(yáng)灰。

1920年，當(dāng)?shù)旅滋乩锱c尤蘇波夫親王都在倫敦停留時(shí)，二人之間通信極有可能透露了當(dāng)時(shí)的真實(shí)情況，然而所有的信件都沒有公開出版，原件已成為Llyinsky家族的私人藏品。青年時(shí)代的德米特里曾經(jīng)把沙皇尼古拉二世稱贊為實(shí)干家，然而他的觀點(diǎn)隨著沙皇在一戰(zhàn)時(shí)期的種種無能表現(xiàn)二發(fā)生轉(zhuǎn)變。與許多其他大公一樣，身為王朝維護(hù)者的德米特里懊悔沒有能夠扭轉(zhuǎn)沙皇對羅曼洛夫王朝近在遲尺的危機(jī)的認(rèn)識。

1916年暗殺拉斯普京的直接后果就是流放。德米特里被流放到波斯，并被安排在尼古拉·巴拉圖夫手下服役。不久，隨著二月革命的爆發(fā)，巴拉多夫不得不要求德米特里離開，因?yàn)橄录夑?duì)伍的騷動使他的安全無法保證。在德黑蘭，他先是短暫的與總督邁德德一起生活，之后是哥薩克部波斯的首腦，之后被英國駐德黑蘭部長查爾斯·默里·馬林爵士和他的妻子盧西亞帶走。

德米特里是唯一被英國王室準(zhǔn)許長期定居英國的羅曼諾夫王朝的貴族，這是一份難得的殊榮。當(dāng)時(shí)，英國王室雖然樂意幫助沙俄貴族離開俄國避難，但是出于對英國國內(nèi)日益高漲的廢除王室的呼聲的擔(dān)憂，只有極少數(shù)沙俄貴族被允許長期定居英國，其中包括沙皇尼古拉二世的母親俄國皇太后瑪利亞及其兩個女兒，因?yàn)楝斃麃喪怯�國王太后亞歷山德拉的親妹妹。

盡管如此，德米特里在兩年后依然決定離開英國轉(zhuǎn)去法國生活。他的姐姐瑪利亞王妃此時(shí)已經(jīng)與瑞典王子離異，她在巴黎創(chuàng)辦了時(shí)尚品牌Kitmir，并為香奈兒做了大量設(shè)計(jì)工作，專門從事珠寶和亮片刺繡。德米特里也在巴黎找到了工作，香檳推銷員。

在德米特里的巴黎日記中，記錄了他與當(dāng)時(shí)許多名媛的交往，但是他最看重的，是與時(shí)裝界革命者可可·香奈兒的會面。他們在第一次世界大戰(zhàn)前夕第一次在巴黎見面，但是他們的關(guān)系開始于一戰(zhàn)后并大約維持了一年。1921年的銷售淡季，兩人在摩洛哥的蒙特卡羅停留，并盡可能謹(jǐn)慎低調(diào)的生活。他們的感情沒有確定的發(fā)展方向，香奈兒對德米特里的未來也感到種種不確定性，兩人最終分手。

德米特里最后于1926年與美國女演員奧黛麗·埃菲爾（Audrey Emery）結(jié)婚，她被德米特里的表弟西里爾公爵授予了她的尊敬殿下稱號。德米特里和奧黛麗于1937年離婚。

受二十年代和三十年代意大利法西斯思潮的影響，俄羅斯青年黨成立了。德米特里代表西里爾·弗拉基米羅維奇大公的立場加入了該組織，這個組織的目標(biāo)是在蘇聯(lián)建立蘇維埃君主立憲制。作為大公的代表，德米特里沒有被準(zhǔn)許參與具體事務(wù)。1935年，德米特里在法國各地為俄羅斯青年黨做了許多演講，然而在接下來的幾年中，德米特里對該組織日益失望，出于對希特勒和他所謂的國家社會主義的厭惡，德米特里在1939年1月公開表態(tài)反對希特勒。之后，希特勒把在德國流亡的俄國貴族強(qiáng)行編入軍隊(duì)派往蘇聯(lián)與蘇聯(lián)作戰(zhàn)。德米特里對納粹的行徑公開譴責(zé)，但是當(dāng)然沒有作用。

盡管一生都受到慢性結(jié)核病的困擾，德米特里依然是一個活躍的運(yùn)動員，在馬球，賽馬，網(wǎng)球和雪橇方面表現(xiàn)出色。他在倫敦和達(dá)沃斯的醫(yī)生估計(jì)，他應(yīng)是在1929年左右感染結(jié)核病。在1939年9月2日德國入侵波蘭的第二天，他進(jìn)入了“Schatzalp”療養(yǎng)院，并致信他的姐姐瑪利亞王妃，他過去從未在任何一家醫(yī)院或醫(yī)療機(jī)構(gòu)度過一個晚上過。他的具體死因仍然不明，因?yàn)樗�的死亡證上沒有列出任何原因，所有的Schatzalp療養(yǎng)院的醫(yī)療記錄在20世紀(jì)50年代將療養(yǎng)院改裝成酒店時(shí)毀壞。他的兒子認(rèn)為他死于結(jié)核病，他的表弟費(fèi)多羅維奇王子則認(rèn)為是尿毒癥。當(dāng)?shù)赜兄{言說他是被暗殺的，相關(guān)說法未能證實(shí)。

德米特里夫婦有一個兒子，羅馬諾夫斯基·伊琳林斯基，先后隨父母在法國，英國和美國長大，他曾在朝鮮戰(zhàn)爭期間加入美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)。1989年，他被選為佛羅里達(dá)州棕櫚灘市長，成為當(dāng)時(shí)唯一被當(dāng)選公職的羅曼諾夫貴族后裔。 在1991年蘇聯(lián)解體之后，一些俄羅斯�；庶h代表團(tuán)接近他，并勸說他接受沙皇頭銜，遭到其拒絕。

父親保羅大公于1918年被捕，同年被處決。

德米特里的伯母伊麗莎白女大公在丈夫被暗殺后成為修女，1918年十月革命后被捕。

德米特里的父親保羅大公后來回到俄國，他與平民妻子生有一子二女。德米特里的弟弟弗拉基米爾王子（1896-1918）文采出眾，在詩歌上有所造詣。十月革命后，蘇聯(lián)成立契卡，也就是全俄肅反委員會，弗拉基米爾王子因?yàn)槟赣H出身的緣故沒有被允許隨父姓，部分史料記載，弗拉基米爾被逮捕后契卡官員對他說“只要你在這里簽字申明你不是保羅大公的兒子，并控訴他的罪行，那么你將被立刻釋放”。弗拉基米爾拒絕了，因此被押送往流放地。1918年7月，隨著白軍的逼近和蘇聯(lián)形勢的變化，沙皇尼古拉二世一家被殺。沙皇一家被殺后的第二天，被關(guān)押在一起的伊麗莎白女大公和弗拉基米爾王子等人遭到處決。根據(jù)參與行刑的人回憶，一行人被扔進(jìn)廢棄的礦井中，之后他們朝里面投擲了兩次手榴彈，并點(diǎn)火。他們的尸體后來被白軍發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)葬到北京俄國人墓地，該墓地現(xiàn)已不存在。值得一提的是，末代皇后與伊麗莎白女大公都是維多利亞女王的女兒愛麗絲公主所生，也就是英王喬治五世的兩位堂姐，而尼古拉二世的母親瑪麗亞·費(fèi)奧多蘿芙娜則是英國王太后的親妹妹，1918年在被英國軍艦接走。皇太后到英國短暫生活后，不久回到故鄉(xiāng)丹麥，受1925年姐姐英國王太后去世的打擊，在丹麥去世。

德米特里的同母姐姐瑪麗亞王妃后來移居美國，二戰(zhàn)期間移居阿根廷經(jīng)營農(nóng)業(yè)。

德米特里的繼母和兩個異母妹先后在法國和美國生活。