Родился 17 октября 1967 г. в Москве в семье советского и российского дипломата, посла РФ в Пакистане и Омане Сергея Пескова (1948-2014).
В 1989 г. окончил Институт стран Азии и Африки (ИСАА) Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова по специальности "историк-востоковед", "референт-переводчик".
Начиная с третьего курса ИСАА работал переводчиком в турецких компаниях.
С 1989 по 2000 г. был сотрудником Министерства иностранных дел (МИД) СССР, затем РФ.
В 1990–1994 гг. занимал должности дежурного референта, атташе, третьего секретаря посольства России в Турции.
С 1994 по 1996 г. работал в центральном аппарате МИД России.
В 1996–2000 гг. - второй, затем первый секретарь посольства РФ в Турции. В ноябре 1999 г. во время Стамбульского саммита ОБСЕ был переводчиком с турецкого у Бориса Ельцина, президента РФ в 1991-1999 гг. После саммита руководитель управления пресс-службы президента Алексей Громов пригласил Дмитрия Пескова на работу в администрацию главы государства.
С 2000 по 2008 г. работал в Администрации президента РФ Владимира Путина. В 2000-2004 гг. - начальник отдела по связям со СМИ, затем - заместитель, первый заместитель начальника управления пресс-службы президента РФ, заместитель пресс-секретаря президента РФ Алексея Громова.
С 9 апреля 2004 г. по 25 апреля 2008 г. - первый заместитель пресс-секретаря президента РФ. Курировал взаимодействие президентской пресс-службы с органами исполнительной власти и с зарубежными СМИ, а также работу журналистов на масштабных мероприятиях с участием президента РФ (прямые линии и др.).
В 2008 г. перешел на работу в Аппарат правительства РФ, которое возглавлял Владимир Путин. С 25 апреля 2008 г. по май 2012 г. являлся пресс-секретарем председателя правительства и одновременно занимал должность заместителя руководителя аппарата кабмина.
В феврале 2008 г. был избран председателем совета директоров Межгосударственной телерадиокомпании "Мир" (создана в 1992 г. с целью освещения политического, экономического и гуманитарного сотрудничества стран Содружества Независимых Государств).
После переизбрания в 2012 г. Владимира Путина на пост президента РФ Дмитрий Песков вернулся на работу в администрацию главы государства. С 22 мая 2012 г. по н. в. - заместитель руководителя Администрации президента РФ - пресс-секретарь главы государства. Переназначен 13 июня 2018 г.
Дмитрий Песков возглавляет медиасовет Русского географического общества (с 2010 г.), попечительский совет Федерации шахмат России (с 2014 г.). Член президиума Российского совета по международным делам.
Действительный государственный советник РФ I класса (2005).
Награжден орденами Дружбы (2003) и Почета (2007). Имеет две благодарности президента РФ (2004, 2007) и благодарность правительства РФ (2009).
Кроме того, имеет ордена "Манас" III степени (Киргизия, 2017), "Полярной звезды" (Монголия, 2021).
Владеет английским, турецким и арабским языками.
Женат третьим браком (с 2015 г.), супруга - российская фигуристка Татьяна Навка (род. 1975).Имеет трех сыновей и двух дочерей, также в семье - дочь Татьяны Навки от первого брака - Александра.