Родился 1 октября 1919 г. в станице Тихорецкая (ныне город Тихорецк, Краснодарский край, РФ) в семье рабочего.
В 1937 г. поступил на артиллерийский факультет Ленинградского военно-механического института (ЛВМИ; ныне Балтийский государственный технический университет "Военмех" им. Д. Ф. Устинова, Санкт-Петербург).
На фронте, знакомство с Королёвым
После начала Великой Отечественной войны, 1 июля 1941 г. записался добровольцем во вторую Ленинградскую дивизию народного ополчения. Участвовал в боях на Ленинградском и Волховском фронтах, обороне Ленинграда. В 1944 г. в результате третьего ранения потерял левую руку и в сентябре того же года был демобилизован в звании лейтенанта. Продолжил учебу в ЛВМИ, который в то время находился в эвакуации в Молотове (ныне Пермь).
В декабре 1945 г. окончил ЛВМИ по специальности "инженер-механик" (дипломный проект был посвящен разработке нового типа взрывателя для артиллерийских снарядов). В январе - апреле 1946 г. был слушателем первых курсов по ускоренной подготовке специалистов по разработке принципиально новой военной техники, организованных в институте.
В мае 1946 г. начал работать инженером-конструктором в Государственном союзном научно-исследовательском институте №88 Министерства вооружения СССР (НИИ-88, ныне Центральный научно-исследовательский институт машиностроения, головной институт Роскосмоса), образованном на базе артиллерийского завода в подмосковном г. Калининграде (ныне г. Королёв).
С июля 1946 г. в составе группы советских специалистов изучал трофейную ракетную технику в Германии, где познакомился с главным конструктором баллистических ракет дальнего действия Сергеем Королёвым.
Конструктор советских ракет
С декабря 1946 г. Дмитрий Козлов был конструктором в возглавляемом Сергеем Королевым отделе №3 Специального конструкторского бюро НИИ-88 (в 1950 г. отдел был преобразован в особое конструкторское бюро №1, ОКБ-1, впоследствии Центральное конструкторское бюро экспериментального машиностроения, ЦКБЭМ, затем НПО "Энергия", ныне Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С. П. Королева). Спустя два года стал начальником группы.
В 1948-1950 гг. без отрыва от производства окончил высшие инженерные курсы при Московском высшем техническом училище (ныне - Московский государственный технический университет) им. Н. Э. Баумана.
С июня 1951 г. в ОКБ-1 был ведущим конструктором баллистической ракеты средней дальности Р-5, затем межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) Р-7.
В январе 1958 г. Дмитрий Козлов стал заместителем главного конструктора ОКБ-1 Сергея Королева и в феврале был направлен в качестве ответственного представителя конструкторского бюро на авиазавод №1 в г. Куйбышев (с января 1962 г. - Куйбышевский завод "Прогресс") для организации там серийного выпуска МБР Р-7.
В феврале 1959 г. решением Высшей аттестационной комиссии по совокупности опытно-конструкторских и проектно-изыскательских работ в области ракетной техники Дмитрию Козлову была присвоена степень кандидата технических наук (в 1970 г. стал доктором технических наук).
В июле 1959 г. был назначен начальником серийно-конструкторского отдела (с июня 1960 г. - филиал №3) ОКБ-1, размещенного в Куйбышеве (ныне Самара) для конструкторского сопровождения производства МБР Р-7.
С июня 1966 г. - первый заместитель главного конструктора Центрального конструкторского бюро экспериментального машиностроения Василия Мишина, начальник и главный конструктор филиала №3 ЦКБЭМ (с января 1967 г. - Куйбышевский филиал, с мая 1974 г. - филиал №3 НПО "Энергия").
В июле 1974 г. филиал №3 НПО "Энергия" в Куйбышеве получил самостоятельность и был преобразован в Центральное специализированное конструкторское бюро (ЦСКБ). Дмитрий Козлов был назначен начальником и главным конструктором (с 1983 г. - генеральный конструктор) ЦСКБ. После объединения в 1996 г. куйбышевских конструкторского бюро и завода в Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" Козлов становится его генеральным директором и генеральным конструктором. С 2003 г. - почетный генеральный конструктор предприятия, которое в настоящее время носит название Ракетно-космический центр "Прогресс".
При участии Дмитрия Козлова создавались ракеты-носители "Восток" (обеспечила вывод в космос корабля с первым космонавтом Юрием Гагариным), "Молния", "Восход", "Союз", спутники-фоторазведчики "Зенит", "Янтарь", "Орлец", космические аппараты дистанционного зондирования Земли "Ресурс", научные аппараты "Фотон", биологические спутники "Бион" и др. Дмитрий Козлов предложил и разработал проект по созданию космического ракетного комплекса для ракеты-носителя "Союз-СТ" на территории европейского космодрома в г. Куру во Французской Гвиане (Южная Америка).
В 1984 г. Дмитрий Козлов был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР (с 1991 г. - Российская академия наук, РАН). Являлся членом Отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации РАН (секция - автоматизированные системы).
Был основателем и первым заведующим кафедры динамики полета и систем управления (в 1967-1970 гг.) и кафедры летательных аппаратов (1980-1999) Куйбышевского авиационного института (КуАИ). В 1999-2009 гг. - профессор кафедры летательных аппаратов КуАИ (ныне Самарский национальный исследовательский университет им. академика С. П. Королева, Самарский университет). Впоследствии основанные им кафедры были объединены с кафедрой прочности летательных аппаратов в кафедру космического машиностроения им. генерального конструктора Д. И. Козлова.
Автор и соавтор более 200 научных трудов и изобретений, посвященных теоретическим и экспериментальным исследованиям построения и проектирования сложных автоматических космических комплексов и входящих в их состав систем. Среди них "Конструирование автоматических космических аппаратов" (1996), "Управление космическими аппаратами зондирования Земли: компьютерные технологии" (1998) и др.
Был депутатом Куйбышевского областного Совета народных депутатов.
Дмитрий Козлов скончался 7 марта 2009 г. в Самаре, похоронен на городском кладбище.
Награды, память, семья
Дважды Герой Социалистического Труда (1961, 1979). Лауреат Ленинской премии (1957), двух Государственных премий СССР (1976, 1983), Государственной премии РФ в области науки и техники (1994).
Кавалер четырех орденов Ленина (1956, 1960, 1961, 1979). Награжден орденами Красной Звезды (1944), Отечественной войны I степени (1985), "За заслуги перед Отечеством" II степени (1994), медалями "За оборону Ленинграда" (1943), "За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг." (1945), золотой медалью им. С. П. Королева РАН (1996) и др. Отмечен благодарностью президента РФ (1999) и почетной грамотой правительства РФ (1999).
Заслуженный работник промышленности СССР (1989). Заслуженный деятель науки и техники РФ (1992).
Почетный доктор Самарского университета (1994). Почетный гражданин г. Тихорецка (Краснодарский край), Самары (1983) и Самарской области (2003).
Дмитрий Козлов был женат. Супруга - Зоя Васильевна (1921-1979). Сын Владимир (род. 1947) и дочь Ольга (род. 1952).