Дмитрий Викторович родился 15 февраля 1967 года в Москве. В 1990 году окончил с отличием физико-химический факультет Московского института стали и сплавов, в 1992 году - аспирантуру МИСиС. В 2003 году - Московскую государственную юридическую академию. Доктор физико-математических наук.
В 1992-2000 годах - научный сотрудник, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории синтеза МИСиС; доцент на кафедре теоретической физики.
С 1997 по 2000 год был заместителем проректора по научной работе. С 2000 года по март 2004-го - проректор по международному сотрудничеству, профессор кафедры теоретической физики МИСиС (по совместительству).
С апреля 2004 года - профессор кафедры металловедения цветных металлов МИСиС (по совместительству).
С мая 2004 года по ноябрь 2005 года - директор Департамента государственной научно-технической и инновационной политики Министерства образования и науки Российской Федерации.
С ноября 2005 года по март 2007 года - статс-секретарь - заместитель министра образования и науки РФ.
С апреля 2007 года - ректор Национального исследовательского технологического университета «МИСиС».
Дмитрий Ливанов - автор более 50 научных работ, в том числе в зарубежной печати, учебника для вузов «Физика металлов» (2006). Награжден Золотой медалью РАН для молодых ученых (2000). Отмечен Премией Правительства Российской Федерации 2011 года в области образования.