Дмитрий Федоров в 2009 году окончил вокальное отделение Российской академии музыки им. Гнесиных, класс Леонида Бомштейна. На сцене Оперного театра-студии РАМ им. Гнесиных исполнил партии Шонара в «Богеме», Елецкого в «Пиковой даме» и Евгения Онегина в одноименной опере.
С 2010 года – солист Академии молодых оперных певцов Мариинского театра.
В Мариинском театре дебютировал в 2011 году в опере «Соловей».
Репертуар в Мариинском театре:
Японский посол («Соловей»)
Офицер («Севильский цирюльник»)
Хирург («Сила судьбы»)
Приказчик, Работник с мельницы, Кучер («Леди Макбет Мценского уезда»)
Гарри, Лакей, Шофер миссис Хиггинс («Моя прекрасная леди»)
Фламандский депутат («Дон Карлос»)
Офицер («Риголетто»)
Слуга («Дон Кихот»)
Сын почтенной дамы, Лакей графини («Нос»)
Марко («Джанни Скикки»)
Юний («Поругание Лукреции», концертное исполнение)
Адъютант из свиты Наполеона и Французский офицер («Война и мир»)
Ловчий («Русалка» Дворжака)
Данкайро («Кармен»)
Петер («Гензель и Гретель»)
Алессио («Сомнамбула», концертное исполнение)
Церемониймейстер («Золушка» Массне, концертное исполнение)
Мискинский («Сибирь», концертное исполнение)
Иоганн («Вертер», концертное исполнение)
Помпео («Бенвенуто Челлини»)
Сильвано («Бал-маскарад»)
Брабантский рыцарь («Лоэнгрин»)
Торе и Ночной сторож («Гугеноты»)
Пастух («Пеллеас и Мелизанда»)
Выступает также в детских спектаклях: «Маленький принц», «Опера про кашку, кошку и молоко», «Сцены из жизни Николеньки Иртеньева», «Мальчик-великан», «Бременские музыканты», «Храбрый заяц».
В рамках фестиваля «В гостях у Ларисы Гергиевой» в 2012 и 2013 гг. исполнил партии Палланта в «Агриппине» Генделя, Де Сирье в «Федоре» Джордано, Черного рыцаря в опере Ханеданьяна «Тамара и Давид Сослан».