Советский актёр театра и кино, педагог. Народный артист РСФСР (1966). Дмитрий родился 21 мая 1913 года в Москве. В 1938 году закончил Театральное училище при Малом театре. После окончания училища Павлов поступил в Московский областной драматический театр имени Островского. По приглашению одного из основателей театра, актёра МХАТа Сергея Сверчкова, уже через год он перешёл в труппу Московского Художественного театра. В 1941 году Дмитрия пригласили в Малый театр. В годы Великой Отечественной войны он работал в театральной фронтовой бригаде театра. В 1941 году Павлов дебютировал в кино в киноновелле "Приказ выполнен" в роли бойца Михаила Бакова. После войны он стал востребованным актёром для новых кинокартин. Наиболее запомнился в роли моряка Орликова в "Близнецах" и морского офицера в картине "За тех, кто в море". Главной его работой в кино стала роль Фролова в фильме "Крутые Горки" 1953 года. В 1950-1954 годах Дмитрий преподавал сценическое искусство в Театральном училище имени М. С. Щепкина. В 1963-1966 годах был заведующим труппой Малого театра, а в 1973-1982 годах преподавал в ГИТИСе и вёл курс актёрского мастерства для национальных студий. Дмитрий Сергеевич ушёл из жизни 22 июня 1988 года