Дмитрий Сазонов родился 4 сентября 1973 года в городе Пермь. В 1996 году окончил Пермский государственный университет по специальности «Прикладная математика». Спустя четыре года получил дополнительное образование по специальности «Экономика и управление предприятием». Позднее защитил ученую степень - Кандидат экономических наук.
Трудовую деятельность начал в качестве учителя математики в Кондратовской сельской школе. Параллельно с основным местом работы, с 1997 года трудился в компании «Интернет-Пермь», где являлся учредителем и генеральным директором организации.
В 2000 году основал и возглавил туристско-рекреационный центр «Иван-гора».
С 2004 по 2005 год, Сазонов руководил работой федерации горнолыжного спорта и сноубординга Пермской области.
В июле 2008 года занял должность заместителя министра развития предпринимательства и торговли Пермского края.
С июня 2012 года, Дмитрий Сазонов являлся председателем пермской региональной организации «Опора России». В 2013 году избран представителем от Пермского края в Общественную Палату Российской Федерации, а также утвержден на пост председателя комиссии ОП РФ по развитию малого и среднего бизнеса.
Вплоть до 2016 года, совмещал основную должность, с должностью директора некоммерческого партнерства «Аэродром «Фролово» ДОСААФ России».
На выборах 18 сентября 2016 года Сазонов Дмитрий Валерьевич избран Депутатом Государственной Думы VII созыва. В законодательном органе занимает пост заместителя председателя комитета по экономической политике, промышленности, инновационному развитию и предпринимательству. Входит в состав Всероссийской Политической партии «Единая Россия».
Женат. Воспитывает дочь.