Родился в Москве. В 1980 году окончил Государственный музыкально-педагогический институт имени Гнесиных (дирижерско-хоровой факультет, класс профессора Галины Виноградовой), в 1983-м – ассистентуру-стажировку.Лауреат международных конкурсов.
С 1982 года преподает в ГМПИ имени Гнесиных (сейчас – Российская академия музыки имени Гнесиных). Является также профессором кафедры хорового дирижирования Московского государственного института музыки имени А. Г. Шнитке. Работал в ГМПИ имени М. М. Ипполитова-Иванова. Проводил мастер-классы в городах России и за рубежом. Среди учеников Дмитрия Онегина – лауреаты международных конкурсов, преподаватели музыкальных вузов и колледжей, руководители музыкальных коллективов.
