
Окончил юридический факультет Ленинградского государственного университета (ЛГУ) имени А. А. Жданова в 1987 году и аспирантуру ЛГУ в 1990 году. С 1988 года по 1999 год (с 1988 года по 1990 год в качестве аспирантской практики) преподавал гражданское и римское право на юридическом факультете ЛГУ, затем СПбГУ.
В ноябре 1999 года назначен заместителем руководителя аппарата правительства Российской Федерации Дмитрия Козака, на работу в Москву его пригласил ставший председателем правительства Российской Федерации Владимир Путин. В 2000-2001 годах — председатель совета директоров ОАО «Газпром», в 2001 году — заместитель председателя совета директоров ОАО «Газпром», с июня 2002 года по май 2008 года — председатель совета директоров ОАО «Газпром». С октября 2003 года по ноябрь 2005 года — руководитель администрации президента России. C 14 ноября 2005 года по 7 мая 2008 года — первый заместитель председателя правительства Российской Федерации, куратор приоритетных национальных проектов. Один из ведущих в РФ авторов афоризмов и крылатых выражений на государственном уровне.
7 мая 2008 года вступил в должность президента Российской Федерации, став самым молодым президентом в истории современной России (42 года и 7 месяцев). В мае 2012 года по представлению президента России Владимира Путина был назначен председателем правительства Российской Федерации. В мае 2018 года был переназначен главой кабинета министров. 15 января 2020 года Дмитрий Медведев ушел в оставку с поста главы правительства РФ и был назначен заместителем председателя Совета Безопасности Российской Федерации.
Женился в 1993 году на Светлане Линник (Медведевой), с которой учился в одной школе. Жена окончила ЛФЭИ, работает в Москве и занимается организацией общественных мероприятий в Санкт-Петербурге.
Сын Илья (родился в 1995 году) в 2007 и 2008 годах под собственным именем снимался в киножурнале «Ералаш» (выпуски № 206 и № 219). Летом 2012 года сообщалось, что Илья Медведев подавал документы в три российских вуза (МГУ, СПбГУ и МГИМО), но окончательно выбрал в качестве обучения — МГИМО.
15 сентября 2016 года Алексей Навальный опубликовал расследование Фонда борьбы с коррупцией, посвященное предполагаемой даче Медведева — старинной усадьбе Миловка в городе Плес, которую тот использует с 2008 года. После 2011 года комплекс был передан «Фонду по сохранению историко-культурного наследия» — таким образом, резиденция не находится в прямой собственности Медведева, однако он там регулярно отдыхает. Согласно утверждению Навального, предоставившего съемку с квадрокоптера, на территории комплекса, примыкающего к берегу Волги, находятся частная пристань, лыжный склон, три вертолетные площадки, несколько домов, гостиница, крытый и открытый бассейны и другие постройки, а его общая площадь составляет 80 гектаров. Владение окружено шестиметровым забором, главный усадебный дом обнесен еще одной, внутренней оградой. В самой Миловке располагается 4-й отдел I управления Службы безопасности президента РФ. ФБК оценил затраты на реставрацию усадьбы и остальное строительство в 25—30 миллиардов рублей. Согласно его предположению, на покупку и благоустройство участка пошли 33 миллиарда рублей, выделенные акционерами компании «Новатэк» на благотворительность фонду «Дар», аффилированному с четой Медведевых — в чем Навальный усматривает признаки коррупции.
2 марта 2017 года Алексей Навальный и его «Фонд борьбы с коррупцией» опубликовали фильм-расследование «Он вам не Димон». В фильме рассказывается о предполагаемом имуществе Дмитрия Медведева. По мнению авторов фильма, через благотворительные фонды и организации, юридически оформленные на доверенных лиц Медведева (включая родственников и однокурсников), он владеет дорогой недвижимостью, приобретенной якобы на деньги олигархов и кредиты в «Газпромбанке». Медведев назвал обвинения Навального «лживыми продуктами политических проходимцев».