Дмитрий Баранов родился 6 апреля 1977 года в Курганской области. В 2000 году окончил Академию государственной противопожарной службы Министерства Внутренних Дел России. Позднее, получил дополнительное образование в Академии Управления МВД России по специальности «юриспруденция», с присвоением квалификации «юрист».
Службу в органах внутренних дел начал в качестве оперуполномоченного отделения уголовного розыска ОВД района Коньково города Москва.
Начиная с 2008 года, возглавлял ОВД по Обручевскому району города Москва.
В 2013 году, Баранов назначен на должность заместителя начальника УВД по ЮАО ГУ МВД Российской Федерации по городу Москва - начальника полиции.
С 2019 года, офицер служил заместителем начальника Главного Управления МВД России по городу Санкт-Петербург и Ленинградской области.
Указом Президента Российской Федерации от 4 ноября 2019 года, полковник полиции Баранов Дмитрий Анатольевич назначен на должность заместителя начальника Главного Управления МВД России по городу Санкт-Петербургу и Ленинградской области - начальником полиции.
Отмечен государственными наградами и знаками отличия, в числе которых медаль «За отличие в охране общественного порядка».
Женат. Воспитывает троих детей.