Дмитрий Сергеев родился 26 июня 1975 года в городе Ташкент, Узбекистан. После школы переехал в Москву, где поступил на международно-правовой факультет Московского Государственного Института Международных Отношений, который успешно окончил в 1998 году.

Трудовую деятельность Сергеев начал в начале 2000-х годов в юридическом управлении Альфа-банка. В 2002 году назначен управляющим директором компании Ивана Таврина «Региональная медиа группа», которая осуществляла консолидацию медийных активов. Затем с 2005 по 2006 год занимал пост корпоративного директора телеканала ТВ-3, а через год занял пост заместителя генерального директора «Региональной медиа группы».

Параллельно Дмитрий Сергеев являлся генеральным директором ЗАО «Группы Media-1 Менеджмент». С 2009 года работал в ЮТВ Холдинге, впоследствии став его генеральным директором. Далее, с 2012 по 2013 год работал генеральным директором «Коммерсант-холдинга», а затем президентом издательского дома «Коммерсант».

В январе 2014 года Сергеев стал исполнительным директором «Вконтакте». Позднее, назначен Первым заместителем генерального директора Mail. Ru Group. В октябре 2018 года Дмитрий Александрович вошел в Совет директоров компании.

Российский фонд прямых инвестиций, Alibaba Group, «МегаФон» и Mail.ru Group 9 октября 2019 года закрыли сделку по созданию совместного предприятия «AliExpress Россия». Дмитрий Александрович Сергеев избран Генеральным директором данной компании.

В 2022 года Дмитрий Сергеев оставил пост генерального директора компании. 30 сентября 2022 года этот пост занял Сергей Гречин.