德米特里·巴甫洛维奇大公（Дмитрий Павлович Романов）尼古拉二世的堂弟。
父亲保罗·亚历山德罗维奇大公是亚历山大二世的幼子（尼古拉二世的叔父）。
德米特里大公的生母是希腊的亚历山德拉公主（希腊国王乔治一世之女，亚历山德拉·格奥尔基耶夫娜女大公），1891年生下德米特里后，因早产并发症死去，德米特里大公出生不到一周就失去母亲。
1902年，德米特里父亲未经尼古拉二世允许，私自和地位不匹配的奥尔加·瓦列里亚诺夫娜·卡尔诺维奇（Olga Valerianovna Karnovich）在意大利结婚，违背皇室婚姻法，被尼古拉二世驱逐出国（1912年尼古拉二世消气，追认婚姻，允许保罗大公夫妇回国）。
尼古拉二世先是指派保罗大公的哥哥——（莫斯科总督）谢尔盖·亚历山德罗维奇大公（Сергей Александрович）夫妇（谢尔盖大公夫人伊丽莎白·费奥多罗夫娜（Елизавета Федоровна）是尼古拉二世皇后亚历山德拉的姐姐）抚养德米特里和他姐姐玛丽亚大公。
德米特里9岁那年（1905），他的伯父、监护人谢尔盖大公在莫斯科遭革命党人炸弹袭击身亡。于是德米特里和姐姐被接到圣彼得堡，由尼古拉二世夫妇直接抚养。
1916年底，德米特里大公与尤苏波夫亲王等人策划谋杀了格里高利·拉斯普京。尼古拉二世大怒，将其派到波斯前线。这次流放使他幸运地逃过了俄国革命后对罗曼诺夫皇室成员的清洗。
离开俄国后，德米特里大公辗转流亡于中东、英国和法国。在巴黎期间，他与香奈儿（Coco Chanel）有过恋情。
1942年3月，德米特里大公因结核病在瑞士达沃斯（Davos）去世，终年50岁。