Старший сын великого князя Ивана Ивановича Красного от второй его супруги Александры. Дмитрий родился 12 октября 1350 года. По смерти отца своего в 1359 году они с братом Иваном (умер в 1364 году) остались малолетними.

Русские князья в 1360 году поехали в Золотую Орду хлопотать о великом княжении. Хан Науруз (Наурус) дал ярлык на Владимирский великокняжеский стол князю Дмитрию Константиновичу.

Малолетний Дмитрий был в Орде в 1361 году, а может быть, и ранее. Вскоре в Орде произошли «замятии». Хан Науруз был убит, явились два хана: в Орде – Мурат, за Волгой – Авдул, управляемый темником Мамаем. К Мурату поехали поверенные великого князя Дмитрия Константиновича, уже севшего на стол во Владимире, и князя Московского Дмитрия Ивановича, за которого, конечно, действовали бояре. Мурат дал ярлык князю Московскому. Дмитрий Константинович не уступал великого княжения и лишь под давлением силы вынужден был бежать из Владимира.

Дмитрий Иванович в 1362 году поселился во Владимире. В 1363 году хан Авдул прислал ему ярлык на Владимирское великое княжение. Мурат оскорбился таким признанием другого хана и снова дал ярлык Димитрию Константиновичу, который явился во Владимир. Московские войска, при которых были и князья, изгнали его и опустошили его Суздальскую область.

Во время этой борьбы князь Ростовский должен был подчиниться Москве, и князья Галицкий и Стародубский лишились своих владений. Вскоре князь Суздальский Дмитрий Константинович не только помирился с великим князем Дмитрием Ивановичем, но еще просил его помощи, когда, по смерти брата своего Андрея, Нижним Новгородом завладел другой его брат – Борис.

Митрополит Алексий послал преподобного Сергия Радонежского мирить князей, и когда Борис стал сопротивляться, в Нижнем Новгороде заперли все церкви. Борис ушел в Городец; в Нижнем Новгороде в 1364 году сел Димитрий Константинович. Вслед за тем великий князь Дмитрий Иванович женился на дочери нового князя Нижегородского – Евдокии.

В пожаре 1365 года выгорела почти вся Москва, и в 1367 году началось строительство белокаменного Московского Кремля.

Великий князь, по словам летописи, «всех князей приводил под свою власть, а которые не повиновались его воле, на тех начал посягать». Он вмешался в ссору тверских князей, споривших между собой о выморочном уделе князя Симеона Константиновича. Первоначально их судил епископ Тверской и решил в пользу великого князя Тверского Михаила Александровича. Обделенные князья обратились к посредничеству митрополита, а Михаил – к великому князю Литовскому Ольгерду. В 1368 году и в 1370 году Ольгерд ходил военным походом на Москву, но Кремль взять не смог.

В 1369 году великий князь Дмитрий Иванович позвал Михаила Александровича на суд в Москву и пленил его и всех его бояр. Они были освобождены татарским послом.