Дмитрий Дюжев родился 9 июля 1978 года в Астрахани. В 17 лет закончил Школу одаренных детей и поступил в ГИТИС на режиссёрский факультет (актёрская группа) в мастерскую Марка Захарова. Окончил РАТИ-ГИТИС в 1999 году и был принят в труппу в Московского ТЮЗа. В кино дебютировал в 2000 году в фильме Александра Атанесяна «24 часа» и в фильме «Изгой» (эпизодическая роль, сортировщик Federal Express в России). Известность актёру принесла роль в фильме Алексея Сидорова «Бригада» (2002). Заслуженный артист Российской Федерации (2018).