Дмитрий Сергеевич Худяков родился 6 марта 1928 года в Саратове в семье педагогов.
В 1951 г. окончил Саратовский государственный университет, физический факультет по специальности «радиофизика».
Два года проработал инженером на радиозаводе «Знамя труда». В то же время он преподавал электротехнику в электромеханическом техникуме, учил студентов художественного училища, работал в фото-кино лаборатории пединститута, в средней школе, некоторое время корреспондентом на Саратовском радио.
В 1953 г. первым в Саратове получил звание Мастер спорта СССР по туризму. Имеет первый разряд по спортивному ориентированию, второй разряд по альпинизму, слалому, лыжам, велосипеду; третий разряд по легкой атлетике, гребле и бегу. Пять раз поднимался на Эльбрус.
В 1957 г. получил специальность старшего инструктора туризма, с 1970 г. является профессиональным горным спасателем.
В 1958 г. начал работать на Саратовском телевидении. Сначала вел туристическую передачу «Пойдёмте с нами», затем «Лесную газету». Создал 10 документальных телефильмов, вышедших на экраны в 1960—1980-е гг., в которых он одновременно являлся автором сценария, режиссёром и ведущим.
С 1960 г. стал бессменным ведущим телепрограммы «Не за тридевять земель». Эта программа — одна из самых продолжительных в мире за всю историю существования телевидения. Число ее выпусков — более полутора тысяч.
Долгое время работал в областной станции юных туристов, преобразованной позднее в центр дополнительного образования «Поиск». Стаж его работы в качестве заведующего отделом детской туристско-экспедиционной станции составляет около 40 лет. Являлся сопредседателем областного краеведческого общества.
Проводил научные исследования в области палеонтологии, геологии, археологии и истории и имеет ряд публикаций по этим вопросам. Занимался фотографией, киносъемками, рисует. В 2002 г. стал директором на общественных началах краеведческого музея в лагере «Родничок».
Автор книг: «Путешествие по берегам морей, которых никто никогда не видел» (1989), «Земля Саратовская. Несколько портретов на фоне истории Поволжья «(1998). Хвалынская «кругосветка» книга для дорожного чтения. (2006).
Награды:
Отличник народного просвещения РСФСР (1977)
Заслуженный работник культуры Российской Федерации (1999)
Почётный гражданин Саратовской области (2003)
Медаль ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени (2013)
Диплом и медаль имени Михаила Лермонтова «Недаром помнит вся Россия» (2013)
Звание «Лучший краевед России»
Интересные факты:
В честь Д. С. Худякова названы новые виды ископаемых: юрского ихтиозавра Khudiakovia calloviensis и меловой кремниевой губки Lobatiscyphia (Balantionella) khudiakovi.
18 мая 2006 года краеведческому музею, созданному в вечерней школе № 10 при исправительной колонии № 10 Ленинского района Саратова было присвоено имя Д. С. Худякова.
С 2009 г. партнер Экологического клуба «Хвалынские холмы».
24 декабря 2020 года скончался в Саратове.