Член Совета Федерации Федерального Собрания России.
Член Всероссийской политической партии «Единая Россия».
Входит в состав Комитета Совета Федерации по науке, образованию и культуре.
Представитель от законодательного органа государственной власти Ленинградской области.
Дмитрий Василенко родился 11 мая 1969 года в городе Кириши, Ленинградская область. Детство и юность провел в городе Тихвин, там же окончил среднюю общеобразовательную школу. Благодаря энергичности и умению организовать других до 2001 года Дмитрий Юрьевич занимал руководящие должности в ОАО «Тихвинский лесохимический завод» и ОАО «Мир».
В 2001 году Василенко закончил Санкт-Петербургский институт внешнеэкономических связей, по специальности «юрист». В этом же году победил на выборах в городе Шлиссельбург, став самым молодым мэром в Европе. Впоследствии дважды избирался на эту должность.
Дмитрий Юрьевич в 2005 году получил диплом в Северо-Западной академии государственной службы, по специальности «государственное и муниципальное управление».
В 2012 году, после победы на выборах, Василенко стал главой Кировского муниципального района Ленинградской области. Через два года подтвердил свои полномочия.
В сентябре 2016 года Дмитрий Василенко избран депутатом Законодательного собрания Ленинградской области по Кировскому одномандатному избирательному округу № 9.
Правительством Ленинградской области Дмитрий Василенко делегирован в Совет Федерации Федерального Собрания России. Наделен полномочиями с 5 октября 2016 года. Входит в состав Комитета Совета Федерации по науке, образованию и культуре.
Президент Российской Федерации Владимир Путин 19 сентября 2019 года подписал Указ о награждении Дмитрия Юрьевича Василенко медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени за большой вклад в развитие парламентаризма, активную законотворческую деятельность и многолетнюю добросовестную работу.
Женат, воспитывает троих детей.
2004 - За проявленные мужество и героизм при проведении спасательных работ на пожаре в Шлиссельбурге награжден МЧС России медалью «За отвагу на пожаре». Василенко вывел и спас из горящего дома, где рвались газовые баллоны, 8 человек
2018 - Медаль «26 лет Совету Федерации»
2019 - Медаль ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени
Почетный гражданин города Шлиссельбург и Кировского района Ленинградской области