Дмитрий Муляр родился 26 августа 1972 года, в городе Карачев, Брянской области. В школьные годы он окончил музыкальную школу по классу скрипки. Решение стать актером родилось у Дмитрия уже в старших классах. Родители его в этом поддержали. Мама, преподаватель русского языка и литературы, в свое время проводила разные поэтические вечера, выступала, и ей видимо, были близки мечты сына.
Получив аттестат, он подал документы сразу в пять театральных институтов. К сожалению, ни в один его не приняли. Тогда несостоявшийся студент вернулся в Карачев и поступил на филфак местного пединститута. Параллельно с учебой в вузе он интенсивно готовился к поступлению в театральный. В 1990 году мечта Муляра сбылась - он стал студентом «Щуки», учился в мастерской Ю.П. Любимова.
В 1994 году Дмитрий Муляр окончил Щукинское училище и был зачислен в труппу Театра на Таганке. На сцене актер дебютировал главной ролью Аркадия Долгорукого в спектакле «Подросток» по роману Ф. М. Достоевского.
С каждой следующей ролью Дмитрий Муляр рос и раскрывал свой талант еще глубже. Вскоре он уже был одним из ведущих актеров. Он играл Алешу в «Братьях Карамазовых», Бездомного в «Мастере и Маргарите», Онегина в «Евгении Онегине», Нержина и Щагова в «Шарашке» Александра Солженицына и многие другие роли. Спектакль «Шарашка» переносит зрителей в спецтюрьму, в которой советские ученые работали над секретными заказами. В 2002 году появилась телеверсия этого спектакля.
В кино Дмитрий Муляр дебютировал в 1994 году эпизодической ролью в картине «Серп и молот». В течение следующего десятилетия он появлялся на экране крайне редко и лишь в небольших ролях.
Первые серьезные киноработы актера пришлись на 2004 год. В драме «Мелюзга», поставленной режиссером Владимиром Морозовым по одноименному рассказу А.И.Куприна, он сыграл роль учителя Астеина. Еще одну интересную психологическую роль - Хоботова - Муляр исполнил в драме Кирилла Серебренникова «Рагин».
В том же 2004 году Дмитрий Муляр сыграл главную роль в биографической драме «Золотая голова на плахе». В фильме, с большим количеством несостыковок, рассказывалось о последних, самых тяжёлых годах жизни русского поэта Сергея Есенина.
С этого времени Дмитрий Муляр регулярно снимается в кино - как в сериалах, так и в полном метре. Среди его героев: Юрий Гагарин в драме Алексея Учителя «Космос как предчувствие», Геннадий Кристаллинский в криминальном сериале «Даша Васильева. Любительница частного сыска - 4», Женя Первушин в детективной драме «Большое зло и мелкие пакости», братья-близнецы Вадим Тереков и Георгий Тереков в сериале «Сыщики-5».
Нередко ему доводится исполнять роли милиционеров и военных. Так в военном фильме «Последний бронепоезд» он сыграл майора Щербаня, в сериале «Громовы. Дом надежды» - участкового милиционера Василия Майорова, в сериале «Правила угона» - следователя Валерия Лыткина, в сериале «Вторые» - майора НКВД Серова.
Дмитрий Муляр женат. Его супруга Ольга занимается дизайном интерьеров. Они познакомились, когда Дмитрий был еще студентом театрального института, несколько лет встречались. Свадьбу они отпраздновали в театре, потому что у актёра в этот день был спектакль «Евгений Онегин». После спектакля молодожены и их друзья собрались не в ресторане, а в фойе. Через год после свадьбы у пары родился сын Андрей, а через восемь лет появился сын Федор.