Дмитрий Братыненко родился 6 октября 1971 года в городе Самара. После окончания средней школы с 1989 по 1992 год проходил срочную воинскую службу на Военно-морском флоте.
В 2003 году окончил Самарский государственный технический университет по специальности химическая технология органических веществ, с присуждением квалификации инженера. В 2005 году окончил Российскую академию государственной службы при Президенте РФ. А через год повышал свою квалификацию в Северо-Западном институте управления, филиале Российской академии народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации.
Дмитрий Федорович проходил государственную гражданскую службу в должности заместителя руководителя аппарата правительства Самарской области - руководителя департамента по организации процессов управления и административной реформы, первого заместителя руководителя аппарата губернатора и правительства Воронежской области.
В августе 2009 года назначен на должность советника губернатора Сахалинской области аппарата администрации Сахалинской области, в январе 2010 года на должность первого заместителя руководителя аппарата губернатора и правительства Сахалинской области.
С мая 2011 года исполнял обязанности руководителя аппарата губернатора и правительства Сахалинской области. В декабре 2011 года назначен на должность заместителя губернатора Сахалинской области - руководителя аппарата губернатора и правительства Сахалинской области. По собственному желанию, 7 апреля 2014 года Братыненко освобожден от занимаемой должности заместителя губернатора Сахалинской области. На этом посту его сменил Караганов.
Через год Дмитрий Братыненко назначен первым заместителем главы городского округа Самара. В администрации он отвечает за вопросы экономики, транспорта, ЖКХ, потребительского рынка, промышленной политики.
С 2015 по 2017 годы занимает пост советника генерального директора по дальневосточным проектам ОАО «Сахалинское морское пароходство».
В октябре 2017 года политика назначили вице-губернатором Приморского края. Он курировал направления работы, связанные с организацией и проведением выборов в регионе. Но после скандала с прошедшими выборами второго тура главы региона 2 октября 2018 года Дмитрий Федорович Братыненко покинул пост вице-губернатора Приморья.
Почетная грамота Президента Российской Федерации 2013
Женат, воспитывает четверых детей.
Среди увлечений - литература, кинематограф. Играет в хоккей.