Родился 13 октября 1968 года в Хабаровске. В 1990 году окончил Московское высшее общевойсковое командное училище.
С 1990 по 2013 год служил на различных должностях в КГБ и органах государственной охраны. В 2013 году перешел на службу в МВД, став помощником министра Владимира Колокольцева. В феврале 2014 года назначен первым заместителем начальника главного управления уголовного розыска МВД с присвоением звания генерал-майор полиции. С мая 2014 по декабрь 2015 года возглавлял Главное управление экономической безопасности и противодействия коррупции МВД. В декабре 2015 года стал заместителем главы МВД, ему присвоили звание генерал-лейтенанта. В феврале 2016 года распоряжением президента Владимира Путина был назначен ответственным секретарем рабочей группы по мониторингу и анализу правоприменительной практики в сфере предпринимательства. 27 июля 2016 года Дмитрий Миронов был назначен врио губернатора Ярославской области до выборов в сентябре 2017 года.