Дмитрий Власенко – выпускник Государственного музыкального училища имени Гнесиных (1989–1993), Российской академии музыки имени Гнесиных (1993–1997). Также окончил ассистентуру-стажировку Государственной классической академии имени Маймонида (2000–2002). Лауреат российских и зарубежных джазовых фестивалей, среди которых конкурс молодых джазовых исполнителей в Ростове-на-Дону (1997, I премия), конкурс джазовых ансамблей в Гетцо (Испания, 1999, II премия).
Дмитрий Власенко сотрудничал с известным российскими джазменами – Алексеем Кузнецовым, Даниилом Крамером, Германом Лукьяновым, Леонидом Винцкевичем, Вячеславом Горским, Вадимом Эйленкригом, Алексом Ростоцким, Владимиром Данилиным, Григорием Файном, Александром Фишером, Сергеем Чернышовым, Олегом Киреевым, группой Marimba Plus и другими исполнителями.
В числе его зарубежных партнеров – Кен Хенсли (ex-Uriah Heep), Дэйв Самуэлс (ex-Spyro Gyra), Полетт Макуильямс, Дебора Дэвис, Джоуи Моран, Мэнди Гейнс, Рой Янг, Рэй Гаскинс, Азиза Миллер, Николас Бирд, Текора Роджерс, Шенда Рул, Синтия Скотт, Сандра Букер, Отелла Даллас, Фредерик Белинский, Хайнрих фон Кальняйн, итальянский ансамбль Le Divas и другие музыканты. Также выступал с Аллой Пугачевой, Сергеем Мазаевым, группой «Кватро», Натальей Власовой, Аленой Свиридовой, Александром Маршалом, Дианой Поленовой.
Дмитрий Власенко принимал участие в записи более двадцати альбомов российских исполнителей. Преподает в Российской академии музыки имени Гнесиных, Институте Современного Искусства и в Государственном музыкальном училище эстрадного и джазового искусства. В настоящее время играет в коллективах Этери Бериашвили и Теоны Контридзе. С 2017 года – солист, с 2022 года – приглашенный солист Московской областной филармонии.