Φιλικός, στρατιωτικός και πολιτικός. Γόνος επιφανούς φαναριώτικης οικογένειας, με σπουδές στην Κωνσταντινούπολη, τις Παραδουνάβιες Ηγεμονίες και το Παρίσι, ο Δημήτριος Υψηλάντης κατέφθασε τον Ιούνιο του 1821 στην Πελοπόννησο ως πληρεξούσιος του Γενικού Επιτρόπου της Αρχής, του αδελφού του Αλέξανδρου. Από τις πρώτες επαφές του με τους προκρίτους της Πελοποννήσου, φάνηκαν οι αντιστάσεις των τοπικών αρχών να τον αποδεχθούν και να του αναθέσουν τη διοίκηση των επαναστατικών επιχειρήσεων. Ορίστηκε γενικός αρχηγός στην πολιορκία της Τριπολιτσάς, κατά την Α΄ Εθνική Συνέλευση της Επιδαύρου εκλέχθηκε πρόεδρος του Βουλευτικού (15 Ιανουαρίου 1822), ενώ στη Β΄ Εθνική Συνέλευση του Άστρους (1823) επιχείρησε να τηρήσει διαλλακτική στάση απέναντι στις αντιμαχόμενες παρατάξεις πολιτικών και στρατιωτικών. Τον Απρίλιο του 1826 αντιτάχθηκε στην απόφαση της Γ΄ Εθνικής Συνέλευσης να ζητήσει τη διαμεσολάβηση της Αγγλίας για την κατάπαυση των εχθροπραξιών, πράξη που του επέφερε τη στέρηση των πολιτικών του δικαιωμάτων μέχρι την επανάληψη των εργασιών της Συνέλευσης στην Τροιζήνα (1827).

Ο Δημήτριος Υψηλάντης έλαβε μέρος σε πολλές στρατιωτικές επιχειρήσεις εναντίον των Τούρκων στην Πελοπόννησο, με αποκορύφωμα τη συμβολή του στις συγκρούσεις με τις τουρκοαιγυπτιακές δυνάμεις του Ιμπραήμ στους Μύλους του Άργους (1825). Κατά την καποδιστριακή περίοδο ανέλαβε την αρχηγία του στρατού της Ανατολικής Ελλάδος, προκειμένου να μεριμνήσει για την οργάνωση τακτικού σώματος, και μετά τη νικηφόρα μάχη στη θέση Πέτρα Βοιωτίας (12 Σεπτεμβρίου 1829) – την τελευταία της Επανάστασης – ανάγκασε τις οθωμανικές δυνάμεις σε συνθηκολόγηση. Μετά τη δολοφονία του Κυβερνήτη συμμετείχε στην επταμελή Διοικητική Επιτροπή, ενώ λίγους μήνες αργότερα έλαβε μέρος στη Δ΄ κατά συνέχειαν Εθνοσυνέλευση, κατά τη διάρκεια των εργασιών της οποίας απεβίωσε στο Ναύπλιο.