Основатель компании "ВымпелКом" и фонда "Династия". Родился 28 апреля 1933 года в Москве. В 1957 году окончил Московский авиационный институт по специальности "радиотехника" и стал инженером в Проблемной лаборатории при кафедре радиопередающих устройств МАИ.
С 1962 года Дмитрий Зимин работал в Радиотехническом институте имени академика А.Л. Минца (РТИ): возглавлял лабораторию, потом был начальником отдела, позднее — директором центра по разработке радиотехнического оборудования, замглавного конструктора наземной радиолокационной станции. Автор свыше 100 научных трудов и изобретений. За работу "Сканирующие антенные системы СВЧ", написанную в соавторстве, был удостоен премии имени А.С. Попова АН СССР (1965). В 1984-м защитил докторскую диссертацию.
В 1991 году Зимин с группой специалистов РТИ создал предприятие "КБ Импульс", занимавшееся разработкой и выпуском систем спутникового и кабельного телевидения. В 1992-м основал и возглавил акционерное общество "ВымпелКом", предоставляющее услуги сотовой связи (сеть "Билайн"). В 2001-м оставил пост гендиректора и стал почетным президентом компании.
В 2002 году Зимин основал фонд "Династия", чья миссия — поддержка российской фундаментальной науки и образования. Он также является учредителем премии "Просветитель" (вручается с 2008-го). За благотворительность награжден медалью Эндрю Карнеги (2013).
Дмитрий Зимин — академик Международной академии связи, член-корреспондент Российской академии инженерных наук, профессор НИУ ВШЭ. Лауреат Государственной премии РФ (1993), премии "Бизнес-Олимп" (2001), награжден медалью "Символ науки" (2008).
Женат, имеет сына.