28 марта 1979 г. в городе Уральск Казахской ССР в семье потомственных медиков Петровых родился сын, которому дали имя Дмитрий. Отец – Петров Сергей Сергеевич – доктор медицинских наук, профессор, психиатр, психиатр-нарколог, психотерапевт. Мама – Петрова Лариса Петровна – невролог, рефлексотерапевт.

Когда Диме было 8 лет семья Петровых переехала в Рязань, так как Петрову Сергею Сергеевичу предложили работу в Рязанском медицинском институте. После переезда мальчик Дима, по месту жительства, стал учеником 3-го «Б» класса средней общеобразовательной школы №1. Его учителем стала Родионова Мария Борисовна. По окончанию начальной школы с 5 по 9 класс классным руководителем была Морозова Татьяна Юрьевна, учитель математики. В выпускных классах классным руководителем была Фаткина Татьяна Петровна, учитель физики. Учась в общеобразовательной школе Дима успешно закончил музыкальную школу по классу фортепиано. В школе у Дмитрия была и первая работа — руководитель музыкального кружка. Он отвечал за проведение различных мероприятий музыкальной направленности.

Приходя с работы домой и общаясь с членами семьи, Дмитрий часто слышал новости из сферы медицины. Ведь кроме родителей, медиком была его бабушка по маминой линии Братанова Нина Григорьевна (акушерка) и дедушка по папиной линии Петров Сергей Васильевич (подполковник медицинской службы, врач-токсиколог, кандидат медицинских наук). Дедушка же по маминой линии Братанов Пётр Семёнович (полковник ракетных войск стратегического назначения). Все это не могло ни повлиять на выбор будущей профессии Дмитрия. Он пошёл по стопам родителей и поступил в Рязанский государственный медицинский институт. На 4-ом курсе медицинского института Дмитрий пошёл работать медбратом в областную психиатрическую больницу. Эта работа помогла окончательно определится с выбором будущей специализации. Молодой человек решил стать психиатром. Петров Дмитрий Сергеевич окончил институт в 2001 году. А в 2003 году ординатуру при институте по специальности психиатрия.

С 2003 года работал врачом-психиатром 11-го отделения РОКПБ. С 2005 года по 2012 год работал ассистентом, а с 2012 г. доцентом кафедры психиатрии Рязанского государственного медицинского университета им. акад. И.П. Павлова. В сентябре 2014 года принят на должность заведующего кафедрой психиатрии и психотерапии ФДПО, где работает до настоящего времени. На данный момент Петров Д.С. имеет более 150 печатных работ в центральной, зарубежной и в региональной печати (всего 5 работ), опубликованы 4 монографии. В 2007 году защитил диссертацию, получив степень кандидата медицинских наук. В 2012 году защитил докторскую диссертацию. В 2010 году стал лауреатом премии «Молодой ученый года». В 2006 и 2013 гг. становился Победителем VII и XI Всероссийских Школ молодых психиатров.В 2013 году награжден почетной грамотой Министерства здраво-охранения Рязанской области за добросовестный труд, большой вклад в подготовку высококвалифицированных кадров, высоких достижений в научно-исследовательской работе.