Родился 14 июля 1978 г. в г. Нижневартовске Тюменской области.
В 2000 г. окончил Институт экономики, права и естественных специальностей Кубанского государственного университета по специальности "юриспруденция", Кубанский институт международного предпринимательства и менеджмента по специальности "финансы и кредит".
С 2000 по 2003 г. занимал должность специалиста 1-й категории инспекции Министерства РФ по налогам и сборам (МНС России) №4 по г. Краснодару. Работал в отделе выездных проверок, был начальником отдела камеральных проверок.
В 2003 г. был главным государственным налоговым инспектором Межрегиональной инспекции МНС России по крупнейшим налогоплательщикам №2.
С 2003 по 2004 г. - главный государственный налоговый инспектор сводно-аналитического отдела департамента налогообложения прибыли Министерства РФ по налогам и сборам.
В 2004-2006 гг. - заместитель начальника аналитического отдела, начальник отдела налогообложения коммерческих организаций и налогового учета управления налогообложения прибыли (дохода) Федеральной налоговой службы (ФНС России).
С 2006 по 2008 г. - начальник отдела администрирования налога на прибыль коммерческих организаций и налогового учета управления администрирования налога на прибыль ФНС.
В 2008-2012 гг. – начальник отдела налога на прибыль и специальных налоговых режимов, заместитель начальника управления налогообложения ФНС.
В 2012-2013 гг. – начальник управления налогообложения Федеральной налоговой службы.
С августа по октябрь 2013 г. возглавлял управление налогообложения юридических лиц ФНС.
С 4 октября 2013 г. по 22 января 2020 г. являлся заместителем руководителя Федеральной налоговой службы Михаила Мишустина. Координировал госрегистрацию и учет юридических и физических лиц, ведение единых госреестров юридических лиц, индивидуальных предпринимателей и налогоплательщиков, реестра записей актов гражданского состояния и др. В сферу его компетенции также входили вопросы обеспечения качества данных ФНС, функционирования и развития сервисов службы, взаимодействие со СМИ и др. Контролировал деятельность управлений ФСН регистрации и учета налогоплательщиков, модернизации налоговых органов, интерактивных сервисов.
С 21 января 2020 г. - заместитель председателя правительства - глава Аппарата правительства РФ (премьер-министр - Михаил Мишустин). Сменил в этой должности Константина Чуйченко.
В качестве вице-премьера Дмитрий Григоренко отвечает за планирование работы правительства, контролирует исполнение его решений, а также реализацию нацпроектов. Курирует вопросы управления государственным долгом и финансовыми активами РФ, разработки и исполнения федерального бюджета, оборота алкогольной продукции, деятельность органов юстиции, а также взаимодействия с органами судебной власти и прокуратуры. создание системы маркировки товаров, госполитику в области торговли и контрольно-надзорной деятельности. С ноября 2021 г. на него также возложены полномочия по совершенствованию структуры госаппарата, госкорпораций и госкомпаний, акционерных обществ с госучастием, автономных некоммерческих организаций, финансируемых из бюджета. Кроме того, Дмитрию Григоренко поручено координировать работу Аналитического центра при правительстве РФ, который обеспечивает экспертную поддержку деятельности кабинета министров (ранее эта обязанность была закреплена за вице-премьером Дмитрием Чернышенко).
Заместитель председателя Координационного совета при правительстве РФ по обеспечению потребностей Вооруженных Сил Российской Федерации, других войск, воинских формирований и органов (с октября 2022 г.).
Входит в Совет при президенте РФ по стратегическому развитию и национальным проектам, также является членом его президиума (с февраля 2020 г.).
Возглавляет Правительственную комиссию по проведению административной реформы (с марта 2020 г.).
Член наблюдательного совета госкорпорации "ДОМ.РФ" (с января 2020 г.), Банка ВТБ (с сентября 2020 г.).
Сумма декларированного дохода за 2018 г. составила 8 млн 712 тыс. руб.
Сумма декларированного дохода за 2019 г. составила 35 млн 721 тыс. руб., супруги - 55 тыс. руб.
Сумма декларированного дохода за 2020 г. составила 29 млн 947 тыс. руб., супруги - 262 тыс. руб.
Сумма декларированного дохода за 2021 г. составила 65 млн 706 тыс. руб., супруги - млн 860 тыс. руб.
Действительный государственный советник РФ II класса (2017).