Дмитрий Назаров родился 4 июля 1957 года в Подмосковном городе Руза. В юности будущий актер работал кондитером на хлебозаводе.
В 1980 году будущий артист окончил Высшее театральное училище им. М. С. Щепкина (курс Виктора Коршунова).
C 1980 по 1995 Назаров работал в Малом театре, на сцене которого сыграл в постановках «Не все коту масленица», «Горячее сердце», «Каменный цветок», «Берег», «Леший», «Умные вещи» и др.
Затем актер служил в театре «Сфера» и Театре Российской Армии, а с 2002 года — в МХТ имени Чехова. Среди его театральных работ: «Прощай, Гульсары!», «Чайка», «До третьих петухов», «Зеленая птичка», «На дне», «Отелло», «Много шума из ничего», «Сердце не камень», «Дядя Ваня», «Лес», «Мещане», «Амадей», «Дворянское гнездо», «Мастер и Маргарита» и др.
В 1992 году Дмитрий Назаров дебютировал в кино, сыграв в телесериале «Мелочи жизни».
С 2002 по 2008 год артист вел передачу «Кулинарный поединок» на канале НТВ.
Голосом актер говорят герои мультфильмов: «Чип и Дейл спешат на помощь» (1991), «Утиные истории» (1991—1994), «Чокнутый» (1995—1996), «Рататуй» (2007), «Книга Джунглей» (2007), «Фиксики» (2010—2014), «Алиса знает, что делать!» (2012), «Семейка Крудс» (2013), «Реальная белка» (2013) и др.
В 2013 году Назаров был ведущим шоу «Голодные игры» на канале «Пятница».
В 2014 году Дмитрий работал ведущим на канале СТС в шоу «Рецепт на миллион».
Огромную популярность актеру принесла роль шеф-повара Виктора Петровича Баринова в сериале «Кухня» (2012—2014). Так Назаров сыграл и в полнометражном фильме «Кухня в Париже».
В настоящее время популярный артист женат на актрисе Ольге Васильевой. У пары есть сын Арсений и дочь Арина. Также у Назарова есть дочь Нина от первого брака.
За свою карьеру Дмитрий Назаров сыграл более 30 ролей в фильмах и сериалах, как: «На ножах» (1998), «С новым счастьем! 2. Поцелуй на морозе» (2001), «Гражданин начальник» (2001), «Башмачник» (2002), «Закон» (2002), «Время-деньги» (2003), «Ангел на дорогах» (2003), «Вокзал» (2003), «Вызов» (2004), «Темная ночь» (2004), «Красная капелла» (2004), «Штрафбат» (2004), «Полный вперед!» (2005), «День денег» (2006), «Бес в ребро, или Великолепная четверка» (2006), «Золотой теленок» (2006), «Вызов-2» (2006), «Уроки обольщения» (2007), «Вызов-3» (2008), «Вызов-4» (2009), «Концерт» (2009), «Ларго Винч: Заговор в Бирме» (2011), «Ельцин. Три дня в августе» (2011), «Братаны-3» (2011), «Цвет черемухи» (2012), «Шпион» (2012), «Мебиус» (2013), «Пока станица спит» (2013), «Ладога, дорога жизни» (2014), Кухня. Последняя битва (2017), Тобол (2018), Дикая лига (2019), Кухня. Война за отель (2019-2020),Вратарь Галактики (2020) и др.
Рост Дмитрия Назарова — 196 см, вес — 115 кг.
13 января 2023 года Назаров и его супруга Ольга Васильева были уволены Константином Хабенским из МХТ имени А. П. Чехова.
В 2024 году Назаров открыл весенний сезон Nazarov Theatre премьерой спектакля «Чёрт знает что!» по пьесе драматурга Алексея Арбузова «Старомодная комедия», где актер играет Родиона Николаевича Семёнова, главного врача санатория.
С 2024 года Дмитрий Назаров постоянно проживает в Каннах.