Дмитрий Булгаков родился 20 октября 1954 года в селе Верхнее Гурово, Курская область. После школы окончил Военную академию материально-технического обеспечения имени Хрулева. Дополнительное образование получил в Военной академии тыла и транспорта. В 1996 году завершил обучение в Военной академии Генштаба Вооруженных Сил Российской Федерации.
Карьеру офицера начал с должности начальника продовольственного склада. Позднее служил начальником отдела хранения, заместителем командира отдельного полка связи по тылу, заместителем командира бригады по тылу, заместителем командира мотострелковой дивизии по тылу, заместителем начальника тыла Забайкальского военного округа. Также возглавлял штаб тыла Московского военного округа и занимал должность начальника штаба Тыла Вооруженных Сил РФ.
1976 - 1996 гг. - работал в Вооруженных Силах на различных административных должностях продовольственного склада I разряда: заместитель командира полка связи по тылу, заместитель командира бригады по тылу, заместитель командира дивизии по тылу, заместитель начальника тыла Забайкальского военного округа.
1996 - 1997 гг. - начальник штаба тыла Московского военного округа.
1997 - 2008 гг. - начальник штаба Тыла Вооруженных Сил - первый заместитель начальника Тыла Вооруженных Сил Российской Федерации.
2008 - 2010 гг. - начальник Тыла Вооруженных Сил Российской Федерации - заместитель министра обороны Российской Федерации.
С 27 июля 2010 г. - заместитель министра обороны Российской Федерации.
Указом Президента Российской Федерации в мае 2016 года за мужество и героизм, проявленные при исполнении воинского долга, генералу армии Булгакову Дмитрию Витальевичу присвоено звание Героя Российской Федерации с вручением знака особого отличия – медали «Золотая Звезда».