Książę Dymitr urodził się na wygnaniu w 1926 roku we Francji w Cap d'Antibes. Był drugim synem księcia Romana Romanowa (jedynego księcia wielkiego księcia Piotra Mikołajowicza). Dymitr Romanow mieszkał w młodości m.in. we Włoszech i Egipcie, by od 1960 roku osiąść na stałe w Danii. W Danii Romanow pracował jako bankier, a po przejściu na emeryturę w 1993 roku zajął się działalnością charytatywną, założył także dwie fundacje (w jednej był współzałożycielem, jest to Fundacja Romanowów dla Rosji, stworzona przez siedmiu książąt dynastii w 1993 roku). Od 1979 roku był członkiem Stowarzyszenia Rodziny Romanowów.
Książę, z racji częstego zmieniania miejsca zamieszkania w młodości, posługiwał się płynnie zarówno językiem francuskim, jak i rosyjskim, duńskim, włoskim i angielskim. Dymitr Romanow odwiedzał też, zwłaszcza na emeryturze, Rosję (pojawił się na Krymie w 2015 roku, w 2014 roku brał udział w uroczystościach upamiętniających wybuch pierwszej wojny światowej). Za swoją działalność na rzecz szerzenia rosyjskiej kultury został odznaczony w 2016 roku Orderem Aleksandra Newskiego. Romanow przez rosyjskie media wspominany jest też jako historyk i pisarz – napisał pięć książek traktujących o orderach, medalach i historii krajów bałkańskich oraz imperialnej Rosji.
„Jeden z najwybitniejszych rodaków”
Teodora Aleksjejewna Romanow (właściwie Dorrit Reventlow, Dunka), żona najstarszego z Romanowów, wspomniała po jego śmierci, że przez ostatnie lata życia „myśli i działalność męża były skierowane w stronę Rosji”. – – wspominała. To właśnie żona Dymitra Romanowa poinformowała o jego śmierci. Stan zdrowia księcia w ostatnim tygodniu miał nagle się pogorszyć, przez co musiał trafić do szpitala 31 grudnia. Tego samego dnia zmarł.
Kondolencje po śmierci Romanowa złożył jego rodzinie premier Rosji Dmitrij Miedwiediew, który nazwał księcia „jednym z najwybitniejszych rodaków”.