Следуя завещательному письму, выполняя волю отца, Дмитрий Николаевич опекал Странноприимный московский дом, строительство которого было начато по желанию его матери Прасковьи Жемчуговой и закончено после ее смерти Николаем Петровичем, помогал Петербургскому университету, гимназиям и приютам, делал вклады в церкви и монастыри.
Благотворительная деятельность и меценатство были не только долгом, но и призванием графа. Дмитрий Николаевич открыл свой Фонтанный дом в Петербурге для художников и музыкантов (часть дома была отдана под мастерскую известного живописца О.А. Кипренского), поскольку он не только помогал «бедным, старым и немочным», но и был покровителем искусств, любовь к которым передалась ему от матери, отца и деда. Унаследовав безупречный музыкальный вкус и слух, граф Д.Н. Шереметев особую любовь питал к музыке. В его доме постоянно устраивались вечера, на которые приглашались знаменитые исполнители и композиторы: Берлиоз, Лист, Глинка, певицы Виардо, Зонтаг и многие другие. Широкой известностью пользовались хоровая капелла графа Шереметева под руководством талантливого крепостного музыканта и композитора С.А. Дегтярева, а затем - Г.Я. Ломакина.
В 1837 граф женился на Анне Сергеевне Шереметевой – дальней родственнице из неграфской ветви рода.
В своих воспоминаниях его сын, С.Д. Шереметев, писал, что отец с матерью были слишком разными по характерам и предпочтениям. В 1849 году Дмитрий Николаевич овдовел, а восемь лет спустя женился второй раз, на Александре Григорьевне Мельниковой (1825-1874). От нее имел двоих детей: Александра (1859-1931) и Екатерину (1860-1861).
Кусковский Большой дом был для графа памятным местом, связанным с детством и воспоминаниями. Его сын Сергей Дмитриевич будет вспоминать:
«...все сидят в ковровой гостиной. Тускло горит лампа под темным абажуром. Отец не сидит, он видимо скучает и ходит из комнаты в комнату... «Все по-старому», — как-то вопросительно сказал мне отец — проходя по комнатам; он не любил перемен и как будто успокаивал себя, что действительно все по-старому...».
В последние годы жизни Дмитрий Николаевич окончательно переселился в усадьбу Кусково, где и скончался от сердечного приступа в возрасте 68 лет 12 сентября 1871 года в собственном кабинете Большого дома. Перед смертью все свои земли Дмитрий Николаевич разделил между двумя сыновьями — Сергеем и Александром. Старшему отошли Фонтанный дом в Петербурге и Кусково, младшему — московский дом на Воздвиженке и Останкино.
«Отец мой был необыкновенно чуток ко всякому проявлению сочувствия и расположения. Простота и всего более ласковый привет привлекали его. Сухость и холодность его сжимала, самонадеянность коробила, а заносчивости – не выносил. Но когда видел сочувствие и участие, готов был привязаться горячо и искренно и в этом чувствовал потребность и успокоение... Натура его, как сильные, но тихие воды, скрывала в себе много ценного, истинно «жемчужного» , неподдельного! Был в нем некий скрытый огонь, «чистый свет от лампады», то, что привлекало к нему людей независимо от возраста и звания».
С.Д. Шереметев о своем отце Д.Н. Шереметеве.
