Член ВКП(б)/КПСС с 1920 года. С малых лет работал на заводе, юношей вступил в ряды Красной гвардии, принимал участие в Гражданской войне 1918-20 годов. В 1920-35 годах работал в органах ВЧК — ОГПУ — НКВД Украины, участвовал в ликвидации белогвардейских банд на Украине. В 1936 году после окончания курсов высшего начальствующего состава направлен на работу во внешнюю разведку. В течение двух лет находился на разведывательной работе за рубежом. Затем был направлен работать в систему ГУЛАГа (начальником отдела в Норильлаг). Но через полгода по анонимному заявлению Д.Н. Медведев «за необоснованное прекращение уголовных дел» был уволен. Однако хорошо знавшие его коллеги стали на сторону чекиста, и Медведев продолжил работу. Напряженная работа, которая постоянно требовала мобилизации всех физических и духовных сил, пошатнула его здоровье. Начал сказываться и полученный когда-то ушиб спины, который перешел в тяжёлое заболевание позвоночника. В конце 1939 года Дмитрий Медведев в возрасте 41 года вышел на пенсию по состоянию здоровья и поселился в Подмосковье. В июне 1941 года Л.П. Берия, который в своё время увольнял Медведева, издаст приказ о его восстановлении в органах госбезопасности и направит в знаменитую «судоплатовскую» особую группу (в дальнейшем 4-е Управление НКВД СССР).

В годы Великой Отечественной войны Дмитрий Медведев был направлен в тыл врага для участия в партизанском движении. В августе 1941 года, перейдя с группой добровольцев линию фронта, он организует в родных ему местах — в Брянских лесах — партизанский отряд «Митя», действовавший на территории Смоленской, Орловской, Могилевской областей. За время пребывания в тылу противника с сентября 1941 по январь 1942 года группе. Медведева удалось организовать, укрепить и активизировать работу вооруженных групп в ряде районов Орловской области (в неё тогда входила территории нынешней Брянской) и Могилевской области Белоруссии, создать здесь партизанские отряды. В брянских лесах была заложена основа для развертывания так называемого партизанского края с центрами в городах Жиздра и Дятьково. Из 27 партизанских отрядов, действовавших в этом крае, 7 были созданы при активной помощи медведевцев. В боях Дмитрий Медведев был дважды ранен и контужен. Вскоре он получает новое ответственное задание: будучи отозванным в Москву, капитан Медведев формирует группу добровольцев для работы в глубоком тылу противника — партизанский отряд «Победители». Действуя с июня 1942 года по март 1944 года на территории Ровенской и Львовской областей Украины, отряд Медведева провел 120 крупных боёв, в которых были ликвидированы до 2-х тысяч немецких солдат и офицеров, в том числе 11 генералов и высших государственных чиновников гитлеровской Германии. Взорван 81 эшелон с живой силой и техникой. За период своей деятельности отряд «Победители» создал 10 новых партизанских отрядов.

За образцовое выполнение заданий командования в тылу противника Дмитрию Николаевичу Медведеву Указом Президиума Верховного Совета СССР от 5 ноября 1944 года присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 4513).