Дмитрий Дмитриевич Барков родился 17 мая 1972 года в Ленинграде (ныне Санкт-Петербург) в семье театрального актера, Народного артиста РСФСР Дмитрия Ивановича Баркова.
Уже в 10 лет он получил свою первую главную роль в кино, которая сделала его незабываемым для советского зрителя. Дмитрий сыграл Васю Петрова в советской комедии Владимира Аленикова «Приключения Петрова и Васечкина, обыкновенные и невероятные» (1983). Это случилось для него совершенно неожиданно. Летом 1982 года подросток вместе с другом и одноклассником Егором Дружининым оказались в одном пионерском лагере Всероссийского театрального общества. «Добрые родители, видимо, как в воду глядели. Режиссер Алеников искал тогда исполнителей для Петрова и Васечкина, пересмотрел весь Союз, но его все не устраивало, - вспоминает Дмитрий. - Приехал к нам в лагерь, увидел, что мы вдвоем бегаем, хулиганим, и попросил нас почитать роль. Для нас главное — не идти на тихий час. Мы что-то почитали, повеселились, и Алеников уехал. Потом пришло приглашение поехать на пробы. Москва, лето — фантастика... Опять что-то почитали... и забыли. И тут приходит телеграмма: съемочная группа поздравляет с утверждением. Прибыть в Одессу. И мы поехали сниматься».
Эта семейная лента рассказывает о жизни двух друзей-третьеклассников - скромного и застенчивого Васи Петрова (его и играет Барков) и выдумщика и балагура Пети Васечкина (роль Егора Дружинина). Вначале фильм попал под жесткий цензурный запрет по идеологическим мотивам, но в то же время он с успехом прошел по зарубежным кинофестивалям. В мае 1984 года, после отказа со стороны всех инстанций режиссеру Аленикову удалось пригласить на просмотр фильма дочь первого секретаря ЦК КПСС Юрия Андропова. Уже этого известия о предстоящем просмотре хватило, чтобы фильм был немедленно поставлен руководством Гостелерадио СССР в программу Центрального телевидения. И картина стала настоящим хитом! Когда картина шла по телевидению — улицы пустели. Все мальчишки и девчонки с разных концов Советского Союза мечтали быть похожими на главных героев фильма. 11-летний Дмитрий Барков стал настоящей кинозвездой — его искренности, непосредственности и таланту позавидовал бы любой взрослый актер - настолько хорошо юный артист сыграл в этом фильме. Барков исполнил свою звездную роль и в продолжении ленты, которая стала такой же успешной - «Каникулы Петрова и Васечкина, обыкновенные и невероятные» (1984).
Однако этот триумф не принес Дмитрию будущих интересных работ. «Предложений была масса, но так как картотека была сделана, когда нам было 10 лет, то все предложения приходили нам десятилетним. И в 15 лет приезжаешь на пробы, а остальным-то 10. В этом специфика детского кинематографа: дети растут», - объясняет актер.
После окончания школы Дмитрий поступил в Ленинградский институт театра, музыки и кинематографии, на экономический факультет. В это время страна разваливалась, грянули «кризисные девяностые» годы. Дмитрий некоторое время работал на музыкальном канале в Питере, появлялся в небольших ролях в сериалах. А затем и вовсе ушел из кино и ТВ и долгое время работал финансовым консультантом биржи. В середине 2000-х Дмитрий «вернулся к детям и кино». В 2006 году он сыграл батю в фильме «Перстень наследника династии» и доктора наук в сериале «Вызов 2».
В 2012 году Дмитрий Барков объявил, что собирается открывать в Екатеринбурге киношколу для детей. Дмитрий признался, что в жизни ему «больше всего не хватает роли многодетного отца».
