В поисках работы в кино Дмитрий уже с третьего курса начал ходить на кастинги. Однако удача не спешила ему улыбаться. За время учёбы ему посчастливилось сыграть только в нескольких фильмах, да и то в эпизодических ролях.
Роль, которая сделала его знаменитым, предложили только после окончания института. На молодого актёра обратил внимание режиссёр Алексей Сидоров. Дмитрий сразу ему понравился, и Свиридов утвердил его на роль Мухи в своём сериале «Бригада», но затем была предложена другая роль в этом же сериале. Таким образом, Дюжев предстал в образе весельчака Космоса. К своим первым значительным съёмкам актёр отнёсся очень серьёзно. Даже просил благословения у батюшки, чтобы сыграть бандита. Поддержать Дмитрия приехал отец. Он всячески помогал сыну, наставлял его как актёра. После выхода сериала на телеэкраны исполнитель роли Космоса, само собой, разумеется, проснулся знаменитым.
С этого момента предложения сниматься в кино стали поступать чаще. Сам артист опасался, что после «Бригады» ему будут предлагать только роли бандитов. Однако этого не случилось. В 2002 г. он снимается в сериале «Сонька Золотая Ручка». Год спустя выходит ещё один проект с его участием – «Родина ждёт», в котором он предстаёт в образе агента ФСБ. Ещё более широкую известность и признание актёр получил благодаря съёмкам в таких фильмах, как «Жмурки», «Мне не больно», «Остров», «Каникулы строгого режима», «Утомлённые солнцем 2». Кстати, в картине «Остров» Дмитрий Дюжев сыграл священнослужителя – отца Иова.
Актёр женат, вместе с женой Татьяной они воспитывают сына Ивана. Дмитрий старается не пропускать ни одной воскресной службы. Принимает самое активное участие в благотворительных акциях.