Дмитрий Хворостовский родился 16 октября 1962 года в Красноярске. Его родители по меркам Советского Союза имели весьма престижные профессии: отец Александр Степанович был инженером-химиком, а мать Людмила Петровна работала в больнице гинекологом. Но основным увлечением Александра Степановича все же была музыка. Отец юного певца обладал глубоким баритоном, который унаследовал Дмитрий, и прекрасно играл на фортепиано. По вечерам семейство Хворостовских собиралось в гостиной, где Александр Степанович пел вместе со своей супругой, аккомпанируя себе на пианино.
Хворостовский начал петь в четырехлетнем возрасте, исполняя старинные романсы и народные песни. Его кумирами стали Этторе Бастианини, Тито Гобби, Федор Шаляпин и Мария Каллас, чьи пластинки коллекционировал отец мальчика.
Когда Дмитрий пошел в общеобразовательную школу, которая находилась буквально в соседнем дворе от его дома, родители решили параллельно отправить сына обучаться игре на фортепиано. Учеба давалась Дмитрию тяжело, он не мог похвастаться хорошими оценками. В десятом классе будущему певцу написали столь нелестную характеристику, что после окончания обучения Дмитрий предпочитал не вспоминать о школьных годах.
После получения аттестата о среднем образовании Хворостовский поступил в Красноярское педагогическое училище имени А.М. Горького на музыкальное отделение. Тогда же парень сильно увлекся модным на тот момент стилем музыки «рок». Он стал солистом и клавишником группы «Радуга», которая играла в различных направлениях в ресторанах и клубах Красноярска. Дмитрий стремился соответствовать образу рокера как внешним видом, так и поведением: он часто был участником драк и нередко уходил в загулы. Одно время будущий певец даже хотел бросить учебу, однако передумал и успешно окончил училище, получив специальность преподавателя музыки.
В 1982 году Хворостовский поступил в Красноярский институт искусств на вокальный факультет. В класс лучшего педагога Екатерины Иофель он попал благодаря заступничеству знакомых, поскольку в группе Иофель попросту не было свободных мест. Первые два года обучения были достаточно тяжелыми. Фактически его приходилось переучивать с хормейстера на солиста, что изрядно раздражало нетерпеливого и вспыльчивого парня. На третьем курсе дела наладились, и Дмитрий Хворостовский стал понимать своего педагога буквально с полуслова. За время обучения студент ни разу не пропустил занятий Екатерины Иофель. В 1988 году певец с отличием окончил музыкальный институт.