Сергеев Дмитрий Сергеевич родился 3 апреля 2000 года в городе Санкт-Петербург.

Дмитрий родился в Санкт-Петербурге и является воспитанником академии «Зенита». В 2017 году дебютировал в составе дублирующей команды питерцев, а начиная с 2018-го – выступал во втором и третьем дивизионах России за «Зенит-2».

Вторую половину 2021 года Сергеев провёл в аренде в «Балтике», за которую сыграл 8 матчей в ФНЛ. Затем вернулся в клуб из Санкт-Петербурга. В мае 2022 года он дебютировал за основную команду «сине-бело-голубых» в матче российской Премьер-лиги против «Нижнего Новгорода». Также принял участие в товарищеском матче против «Црвены Звезды».

В начале сезона 2023 года подписал двухлетний контракт с «Кайратом», отметился важными голами в ворота «Астаны», «Тобола» и других команд.