Դմիտրի Դյուժևը ծնվել է Աստրախանում, տեղի թատրոնի դերասան Պյոտր Դյուժևի ընտանիքում։ Ինստիտուտն ավարտելուց հետո 1999 թվականին ներգրավվել է Մոսկվայի երիտասարդական թատրոնի կազմում։ 2000 թվականին «24 ժամ» ֆիլմով կայացել է նրա դեբյուտը կինոյում։ Նրան առավել ճանաչում է բերել «Բրիգադա» ֆիլմը (2002)։ 2006 թվականից Դյուժևը Մոսկվայի Չեխովի անվան թատրոնի դերասան է։ 2011 թվականին կայացել է նրա ռեժիսորական նորամուտը՝ «Եղբայրներ» դիպլոմային աշխատանքով, որը մասնակցել է բազմաթիվ փառատոնների և արժանացել Մոսկվայի «Արտկինո» փառատոնի հատուկ մրցանակի։ 2012 թվականին կայացել է «Մայրեր» ֆիլմի պրեմիերան, որտեղ Դյուժևը ներկայացրեց իր երկրորդ աշխատանքը՝ «Իմ սիրելիին»` Սերգեյ Բեզռուկովի հետ։