Дмитрий Мулендеев родился 27 октября 1996 года в городе Чебоксары Чувашской Республики. Впервые встал на лыжи в 6 классе. Первым тренером стала Надежда Сабурова на отделении горнолыжного спорта Специализированной детско-юношеской спортивной школе Олимпийского резерва №2 Министерства спорта Республики Чувашия.
В 2013 году стал призером Первенства страны и зимней Спартакиады учащихся России. Через год впервые принимал участие в Первенстве Мира по фристайлу в Итальянском городе Вальмаленко. Неоднократный победитель Первенств и Чемпионатов Республики.
После школы, Дмитрий поступил на медицинский факультет Чувашского государственного университета имени И.Н. Ульянова в 2014 году, желая пойти по стопам отца и стать стоматологом.
Спортсмен одержал победу на Чемпионате России 2016 года по слоуп-стайлу. Соревнования прошли в Миасском горнолыжном комплексе «Солнечная долина» в Челябинской области.
В январе 2017 года на очередном этапе Кубка Мира, проходившем на трассах курорта Фонт Ромео во французских Пиренеях, получил травму. Диму прооперировали. В течение полугода восстанавливался.
Мулендеев является мастером спорта России по фристайлу. Специализируется в дисциплине слоуп-стайл. Тренируется под руководством Васильева Валерия Витальевича. Выступает за СДЮСШОР №2 города Чебоксары.