Дмитрий Николаевич Медведев родился в семье сталелитейного рабочего в Брянском уезде Орловской губернии. После окончания гимназии Дмитрий занялся революционной деятельностью и помогал брату Александру, члену Брянского окружкома РСДРП, расклеивать листовки и прятать оружие. В 1917 году Дмитрий Медведев активно принимал участие в революционных событиях в Брянске и стал секретарем отдела местного Совета рабочих, крестьянских и солдатских депутатов.

В 1918 году Медведев вступил в ряды РККА и был распределен в 4-ю Орловскую стрелковую дивизию. Участвовал в боях с белогвардейскими войсками генерала Юденича под Петроградом.

В 1920 году Дмитрий стал членом РКП(б) и перешел на работу в органы ВЧК. В 1920-1930 годы Медведев находился на чекистской работе в Киеве, Днепропетровске, Херсоне, Бердичеве, Сталино, Новограде-Волынском и Кировограде, участвовал в разгроме белогвардейского подполья и уголовных банд, за что был награжден золотыми часами и именным оружием. В 1936 году окончил курсы высшего начальствующего состава при Центральной школе НКВД СССР.

После начала Великой Отечественной войны Дмитрий Медведев был направлен в Войска Особой группы при НКВД СССР, которыми руководил Павел Судоплатов. Возглавляемый Медведевым специальный оперативный отряд «Митя» в 1941-1942 годах вел подрывную работу в тылу врага в Смоленской, Брянской и Могилевской областях, укрепил работу вооруженных групп в данных областях, осуществил свыше 50 крупных операций и создал несколько партизанских отрядов. С июня 1942 по сентябрь 1944 года командовал отрядом специального назначения «Победители», который действовал в Ровенской и Львовской областях. «Победители» осуществили свыше 120 крупных операций на оккупированных территориях, уничтожили 11 генералов и высокопоставленных немецких чиновников, до 2000 солдат и 6000 полицейских, взорвали 81 вражеский эшелон.

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.

После войны Дмитрий Николаевич Медведев вышел в отставку и занялся литературным трудом.

Выдающегося сотрудника органов госбезопасности не стало 14 декабря 1954 года.