Дмитрий Маликов родился 29 января 1970 года в Москве. Его отец, Юрий Маликов, был создателем и художественным руководителем вокально-инструментального ансамбля «Самоцветы», а мать, Людмила Вьюнкова, была солисткой Московского мюзик-холла. У Дмитрия есть сестра Инна, заслуженная артистка Российской Федерации и руководитель группы «Новые Самоцветы».
Детство Дмитрия прошло на Преображенке, так как родители часто бывали на гастролях. Большую часть времени мальчик проводил с бабушкой Валентиной Феоктистовной Вьюнковой. С пяти лет Дмитрий начал заниматься музыкой, а в 1985–1989 годах учился в музыкальном училище при Московской консерватории. В 1994 году он с отличием окончил Московскую государственную консерваторию по классу фортепиано.
Свою первую песню «Железная душа» Дмитрий записал в 14 лет. Затем последовали песни «Солнечный город», «Я пишу картину» и «Дом на облаке», которую исполнила Лариса Долина. Теледебют Дмитрия состоялся в 1986 году в программе «Шире круг», где он исполнил песню на стихи Лилии Виноградовой «Я пишу картину».
В 1987 году Маликов выступил с песней «Терем-теремок» в программе «Утренняя почта». В 1988 году он впервые вышел на большую сцену с песнями «Лунный сон» и «Ты моей никогда не будешь» и стал популярным. В 1989 году Дмитрий представил свою новую песню «До завтра» на стихи Александра Шаганова.
В 1998 году Маликов выпустил пятый песенный альбом «Звезда моя далёкая», презентация которого прошла во Дворце молодёжи. Клип на заглавную песню альбома стал лауреатом фестиваля видеоклипов «Поколение». Дмитрий получил две статуэтки «Золотой граммофон» за песни «Ты одна, ты такая» (1997) и «Звезда моя далёкая» (1998).
В 1999 году Маликов получил звание заслуженного артиста России, а в 2000 году — премию «Овация» в номинации «За интеллектуальный вклад в развитие молодёжной музыки». В том же году он выпустил новый альбом «Бисер».
Дмитрий Маликов продолжает активно выступать, записывать новые песни и сотрудничать с другими артистами.
У Дмитрия Маликова есть дети. У него двое детей: дочь Стефания (родилась 13 февраля 2000 года) и сын Марк (родился 24 января 2018 года).
Дмитрий Маликов живёт в посёлке Барвиха в Московской области.
Дмитрий Маликов владеет автомобилями Mercedes-Benz S-Class и Toyota Land Cruiser 200.
