Дмитрий Мазуров родился 13 апреля 1981 году в городе Новосибирск. Еще совсем маленьким родители отдали будущего актера в детскую «Студию пластики», которая работала при Новосибирском молодежном академическом театре «Глобус».
После школы будущий актер стал студентом Новосибирского театрального училища, где занимался у заслуженных артистов России Тамары Кочержинской и Александра Кузнецова. Учебу в училище Дмитрий совмещал с выступлением на сцене труппы театра «Глобус».
В 2002 году получил диплом об окончании театрального вуза и отправился в Москву, где поступил во Всероссийский институт кинематографии, сразу на третий курс, в мастерскую Виталия Соломина и Александра Ленькова.
Актер пробовал себя в качестве телеведущего программы «Кино-кухня» на канале «Сони Интертеймент Телевижн», а также выступал как танцор в рейтинговом развлекательном реалити-шоу «Танцы со звездами», в котором выступал в паре с олимпийской чемпионкой по художественной гимнастике Анной Гавриленко.
Кинодебют актера состоялся сразу после выпуска из ВГИКа, съемки начались с небольших ролей но с такими известными артистами, как Елена Корикова, Владимир Шевельков, Юрий Кузнецов, Андрей Носков и многими другими.
Известность пришла к Дмитрию в 2011 году, после главной роли в романтической картине «Два билета в Венецию», а затем появился в двух криминальных сериалах: милицейском детективе «Пятницкий» и многосерийном боевике «Карпов».