Дмитрий Владимирович Овсянников родился 21 февраля 1977 года в Омске.

В 1999 году окончил Удмуртский государственный университет по специальности «Финансы и кредит».

В 2001 году окончил Тольяттинскую академию управления по специальности «Государственное и муниципальное управление».

В 2007 году окончил Российскую академию государственной службы при Президенте РФ по специальности «Юриспруденция».

В 2011 году окончил Высшую школу экономики по специальности «Управление реформируемыми предприятиями ОПК» (Executive MBA).

В 1993-2001 годы работал на различных должностях в промышленных предприятиях.

В 2001-2007 годы являлся федеральным инспектором по Кировской области и Удмуртии аппарата полномочного представителя Президента РФ в Приволжском федеральном округе.

В 2007-2009 годы занимал должность заместителя генерального директора — коммерческого директора ОАО «Чепецкий механический завод».

В 2010-2013 годы работал заместителем управляющего директора — директором по экономике и финансам ОАО «Пермский моторный завод».

В 2013 году занял должность заместителя руководителя финансово-экономического департамента ОАО «Объединенная двигателестроительная корпорация».

В 2014 году стал директором департамента региональной промышленной политики Минпромторга России.

В декабре 2015 года был назначен заместителем министра промышленности и торговли РФ.

28 июля 2016 года Дмитрий Овсянников был назначен временно исполняющим обязанности губернатора Севастополя.

Действительный государственный советник Российской Федерации 3-го класса.

Владеет иностранными языками.

Дмитрий Овсянников женат, воспитывает четырех детей.