Дмитрий Степаненко родился 8 марта 1976 года в городе Клинцы Брянской области.
В 1993 году окончил Московское Суворовское военное училище.
В 1998 году окончил Московское Высшее Общевойсковое Командное училище им. Верховного Совета РСФСР с золотой медалью.
В 2006 году окончил Российскую Академию Государственной службы при Президенте РФ с отличием.
С 1998 по 2004 годы служил в Президентском полку ФСО Российской Федерации на командных должностях.
С 2004 по 2012 годы занимал руководящие позиции в коммерческой структуре.
С 2012 года — член рабочей группы Госдумы Российской Федерации по совершенствованию законодательства об Особых экономических зонах в РФ.
В 2014 году — советник Министра инвестиций и инноваций Московской области.
С 2014 по 2016 годы — Министр сельского хозяйства и продовольствия Московской области.
С 2016 по 2021 годы — Председатель Правительства Ярославской области.
С 22 марта 2022 года — заместитель руководителя Федерального агентства по управлению государственным имуществом.
С 2017 года возглавляет попечительский совет по восстановлению храмового комплекса в селе Хопылево Рыбинского района (храм Богоявления "на Острову" и храм святого благоверного князя Александра Невского). В храме Богоявления "на Острову" обряд крещения приняли прославленный адмирал Фёдор Федорович Ушаков и его дядя преподобный Федор Санаксарский.
С марта 2022 года осуществляет организацию деятельности Общественного совета при Росимуществе.