Интерес Дмитрия Григоровича к точным наукам и конструированию побудил его отца Павла Дмитриевича, работавшего в интендантстве военного ведомства, и мать Ядвигу Константиновну, дочь земского врача, отдать сына в Киевское реальное училище. В отличие от классических гимназий, в реальном училище больше внимания уделялось изучению математики, физики, естествознания, черчения и иностранных языков.
Авиацией Дмитрий Григорович заболел во время обучения в Киевском политехническом институте (КПИ создан в 1898 году). Самым популярным среди студентов был кружок воздухоплавания. Вкус к поисковой и конструкторской работе будущим инженерам прививал профессор механики Николай Делоне, — ученик известного ученого, создателя аэродинамики Николая Жуковского. Благодаря сильному преподавательскому коллективу КПИ Киев в начале ХХ века был центром развития авиации в Украине.
Первая жена Григоровича, Надежда Сукневич, вспоминала: «С 1909 года, когда Дмитрий окончил Киевский политехнический институт, мы оба были увлечены авиацией. Наша комната была завалена механическими частями, элементами двигателя, разными деталями. На Куреневском летном поле Дима построил сарай, который приспособил под ангар. Рядом был ангар получше, он принадлежал другому политехнику — Игорю Сикорскому. Первый легкий спортивный биплан Г-1 с двигателем мощностью 25 лошадиных сил Дмитрий сделал из бамбука, свой первый самолет он испытал 10 января 1910 года».
Разработками Дмитрия Григоровича заинтересовался Федор Терещенко — выходец из богатой купеческой семьи. Он тоже был членом киевского общества воздухоплавания и тоже учился в КПИ. На территории своего поместья Терещенко построил мастерские для сборки самолетов, сделал летное поле. Благодаря совместному творчеству на свет появились два спортивных аэроплана — Г-2 и Г-3. Кстати, Федор Терещенко был одним из первых российских летчиков (во время революции эмигрировал, умер в Париже в 1950 году).
В 1913 году Дмитрий Григорович создал летающую лодку — первый в мире гидросамолет М-1 («Морской первый»). До него авиаконструкторы решали эту задачу примитивно — снабжали огромными поплавками обыкновенные самолеты, скорость и грузоподъемность которых от тяжелых креплений сильно падала.
Мировую известность Дмитрию Григоровичу принесло изобретение улучшенной модели гидросамолета М-5. При весе всего 660 килограммов летающая лодка развивала скорость 128 километров в час. М-5 даже закупили США. Позже на его основе американцы организовали серийное производство машин аналогичного типа. Заметный след в истории авиации оставили и другие разработки Григоровича: самая скоростная в мире бронированная летающая лодка-истребитель М-11, морской разведчик М-15, специальный «зимний» двухпоплавковый гидросамолет М-16, гидросамолет-торпедоносец.
В советское время, с началом кампании, развернутой против «буржуазных специалистов», Дмитрия Григоровича обвинили во вредительстве. Несколько лет он провел в Бутырской тюрьме. Руководство ОГПУ использовало заключенных по их прямым специальностям, и Дмитрий Григорович был назначен главным конструктором тюремного конструкторского бюро, авиаконструктор Николай Поликарпов — его заместителем. В тюрьме Григорович и Поликарпов создали самолеты-истребители «Клим Ворошилов» и «Подарок XVI партсъезду», истребитель И-5.
После освобождения в 1931 году Дмитрий Григорович возглавил кафедру конструкции самолетов в Московском авиационном институте. Умер авиаконструктор в Москве на 56-м году жизни 26 июля 1938 года.