Дмитрий родился в Сан-Франциско американского штата Калифорния. Впервые на экране Дмитрий появился еще в детстве, в 1963 году — в эпизоде сериала «Главный госпиталь». Затем Дьяченко подрастал, но о мечте стать актером не забывал. Он вновь решил сниматься, спустя 30 лет после детского дебюта — в 1993-ем, в американском телесериале «Крутой Уокер» (1993 — 2001) с Чаком Норрисом в главной роли. В этом проекте Дмитрий Дьяченко исполнил роль Роберта Джексона. Поскольку Дима вырос в Америке, у него не было проблем с произношением — он легко играет американцев.
Дмитрий активно ходил на кастинги — и получал довольно много предложений сниматься в эпизодах. Хотя в 1997-ом году Дмитрий стал главным героем комедийной короткометражки малоизвестного режиссера Джона Уэбба «Goiterboy». Но в крупных проектах ему доводилось довольствоваться малым. В том же 1997-ом году Дмитрию удалось попасть в знаменитую ленту Ридли Скотта с Деми Мур в главной роли - «Солдат Джейн» (1997). Фильм рассказывает о лейтенанте Джордан О`Нил, которая становится первой женщиной, направленной для прохождения элитной программы в центре подготовки «Каталано» во Флориде. И она не только выдерживает жизнь в этом «аду», но и становится лучшей. Фильм стал во многом культовым. И хотя появление Дмитрия в этой ленте было совсем крошечным — факт остается фактом: он снялся в легендарной ленте! Удачно «припарковавшись» на обочине голливудского производства, актер не останавливался — он снимался в одном сериале за другим, из года в год довольствуясь эпизодическими ролями. Дмитрия можно увидеть в телепроектах «Абсолютная безопасность», «Дикая семейка Торнберри», а также рейтинговых сериалах «Шпионка» и «Как я встретил вашу маму». Дьяченко также снимался и в полнометражнмо кино - «Договор» (1999), «Клуб гениев» (2006). Ни в одном из этих фильмов Дьяченко не занимал верхних строчек в титрах, однако актер упорно трудился, пока не добился своего. В 2006-ом он сыграл второплановую роль в драме Мэтта Симбера «Miriam». Затем исполнил роль парочки русских — в сериале «Черная метка», а также и в знаменитом фильме Стивена Спилберга «Индиана Джонс и Королевство хрустального черепа», где Дьяченко играл на одной площадке с Харрисоном Фордом. Между прочим, премьера этого фильма прошла на Каннском кинофестивале. Другой мини-прорывной ролью Дмитрия Дьяченко стала картина «Запретная зона» (2012). Этот фильм ужасов Брэдли Паркера рассказывает о шестерых молодых туристов-экстремалов, которые прибыли на каникулы в Украину. Узнав о том, что в Зону отчуждения устраиваются экскурсии, они нанимают гида и отправляются за незабываемыми впечатлениями.Им кажется, что радиоактивный город заброшен. Но Припять оживает и туристы слышат. нечеловеческие крики — они оказываются не одни в этом «мертвом» городе. Эта голливудская лента собрала в мире больше 37 миллионов долларов (при бюджете в 18 миллионов). Фильм стал настоящим звездным часом Дмитрия Дьяченко — ведь спустя почти 20-летнюю карьеру в Голливуде, ему удалось получить ведущую роль, да еще и в успешном проекте: Дмитрий сыграл в голливудском триллере ведущую роль Юрия — бывшего военного, который становится гидом незадачливых туристов.
