Дмитро народився в Києві. Закінчив Національний університет «Київський політехнічний інститут» та Національний авіаційний університет, у тому числі військову кафедру. У цивільному житті був підприємцем. Захоплювався страйкболом, історією України та прадавнього світу, військовою справою та кулінарією. Мріяв полетіти на Марс коли-небудь, стати колонізатором. Навіть свого кота назвав Марсом.
У перші дні повномасштабної війни чоловік долучився до лав 112-ї окремої бригади територіальної оборони. Був командиром взводу 130-го окремого батальйону.
«Діма був, без перебільшення, людиною з великої літери. Він був неймовірним батьком і чоловіком, надійним другом. В житті міг знайти підхід до будь-якої людини, мав чудове почуття гумору та був душею компанії. А побратими згадують його як справжнього офіцера, на якого хотілося рівнятись. Він завжди прагнув справедливості. Вважав, що цю війну має закінчити саме наше покоління, щоб не залишати її дітям у спадок», – розповіла дружина Наталія.
Дмитра Сергеєва посмертно нагородили орденом «За мужність» III ступеня, а також медаллю «Незламним героям Російсько-Української війни».
Поховали офіцера на Південному кладовищі в селі Віта-Поштова.
У Київському ліцеї біотехнологій №177, де навчався Дмитро, відкрили меморіальну дошку та куточок памʼяті на його честь.
У захисника залишилися батьки, сестра, дружина та двоє синів.
