Дмитрий Борисович Зимин родился 28 апреля 1933 года в Москве. Отец — Борис Николаевич Зимин, научный сотрудник МВТУ им. Баумана, — был репрессирован в 1935 г. Мать работала машинисткой. Предки Дмитрия Зимина знамениты тем, что проектировали и строили столичный водопровод, основали шелкоткаческое производство в подмосковных Дрезне и Орехово-Зуево; в начале XX века один из них (Сергей Зимин) создал частный оперный театр.
В 1957 году Дмитрий Зимин окончил радиофакультет Московского авиационного института, в 1963 —защитил диссертации на звание кандидата, а затем, в 1984 году, доктора технических наук.
Дмитрий Зимин — академик Международной академии связи, член-корреспондент Российской академии инженерных наук и член президиума Российской академии бизнеса и предпринимательства. Является автором более 100 научных трудов и изобретений, лауреатом премии имени А.С. Попова Академии наук СССР (1965 г.) и Государственной премии Российской Федерации (1993 г.).
Более 35 лет занимал руководящие посты в Радиотехническом институте (РТИ) имени академика А.Л.Минца: работал начальником лаборатории, начальником научного отдела, директором центра по разработке радиотехнического оборудования, заместителем главного конструктора крупнейшей наземной радиолокационной станции, входящей в систему противоракетной обороны.
В начале 90-х годов Дмитрий Зимин с группой инженеров РТИ создал малое предприятие «КБ Импульс», которое проектировало и выпускало радиоаппаратуру гражданского назначения.
В 1992 году он стал инициатором создания телекоммуникационной компании мобильной связи ЗАО «ВымпелКом» (сотовая сеть «Би Лайн»). Под руководством Зимина «ВымпелКом» внес большой вклад в формирование рынка сотовой связи в России, за несколько лет компания заняла на этом рынке одну из лидирующих позиций.
В 1996 году «Вымпелком», преобразованный к этому времени в открытое акционерное общество, стал первой компанией в истории новой России, которая разместила свои акции на Нью-Йоркской фондовой бирже.
«ВымпелКом» был признан западными инвесторами первой российской компанией, полностью отвечающей всем международным требованиям открытости своей деятельности, корпоративного управления и защиты прав инвесторов.
Генеральный директор и президент «Вымпелкома», Дмитрий Зимин в течение многих лет был членом правления Российского союза промышленников и предпринимателей (РСПП). В 2001 году он стал лауреатом Национальной премии «Бизнес-Олимп» в номинации «Бизнес-репутация».
В мае 2001 года Дмитрий Зимин оставил должность генерального директора. Решением Совета директоров компании ему было присвоено звание — «Почетный президент и основатель компании «Вымпелком».
Сразу после ухода в отставку Дмитрий Зимин основал Фонд некоммерческих программ «Династия», цель деятельности которого — поддержка российской фундаментальной науки и образования, популяризация научных знаний в обществе.
В 2007 году вышла в свет книга Дмитрия Зимина «Дмитрий Зимин. От 2-х до 72-х или Книжка с картинками».