Дмитрий Олегович Рогозин родился 21 декабря 1963 года в Москве.
В 1986 году с отличием окончил международное отделение факультет журналистики МГУ.
В 1988 году с отличием окончил экономический факультет Университета марксизма-ленинизма при Московском городском комитете КПСС.
В 1996 году на философском факультете МГУ защитил диссертацию на соискание учёной степени кандидата философских наук по теме «Русский вопрос и его влияние на национальную и международную безопасность».
В 1999 году там же защитил диссертацию на соискание учёной степени доктора философских наук по теме «Проблемы национальной безопасности России на рубеже XXI века».
В 2016 году защитил в Военно-морской академии имени Н. Г. Кузнецова диссертацию на соискание степени доктора технических наук по специальности «Теория вооружения, военно-техническая политика, система вооружения».
В августе 1991 года участвовал в событиях августовского путча на стороне Белого дома, руководил группой добровольцев-защитников Верховного Совета РСФСР.
В мае-июне 1992 года был бойцом добровольческого отряда в вооружённом конфликте в Приднестровье.
В 1997 году стал депутатом Государственной думы.
В 2003 и 2004 годах — заместитель председателя Государственной думы.
С января 2008 года по декабрь 2011 года — представитель Российской Федерации при Организации Североатлантического договора (НАТО) в Брюсселе, чрезвычайный и полномочный посол России.
С 23 декабря 2011 года по 18 мая 2018 года — заместитель председателя Правительства Российской Федерации, председатель коллегии Военно-промышленной комиссии Российской Федерации, наблюдательного совета государственной корпорации «Роскосмос», наблюдательного совета Фонда перспективных исследований, морской коллегии при правительстве РФ, государственной комиссии по вопросам развития Арктики, государственной пограничной комиссии, комиссии по экспортному контролю РФ.
С 2014 года является председателем наблюдательного совета Самарского аэрокосмического университета.
Председатель попечительского совета Российского военно-исторического общества с 2013 по 2019 год.
В 2018 году возглавил государственную корпорацию по космической деятельности «Роскосмос».
Стал спецпредставителем Президента Российской Федерации по международному сотрудничеству в космосе с 6 декабря 2018 года.
15 июля 2022 года освобождён от должности генерального директора госкорпорации «Роскосмос».
11 ноября 2022 года Рогозин заявил, что возглавил группу военных советников «Царские волки», оказывающую военно-техническую поддержку военнослужащим в рамках специальной военной операции Донецкой и Луганской Народных Республик.
Известен как знаток стрелкового оружия, коллекционер, имеет патент на изобретение в области стрелкового оружия.
Мастер спорта по гандболу.
Увлекается подводной охотой, ездой на мотоцикле, частный пилот вертолёта с 2015 года.
Отмечен наградами Российской Федерации, наградами иностранных государств и почётными званиями.