Закончив 10 классов, поступил на мехмат Московского государственного университета (МГУ). Через 5 лет, в 1992 году, получил диплом по специальности "математик". Год проучился в аспирантуре.
В 1993 году устроился на работу в компанию "ЦИРКОН", занимался прикладной социологией. С 1995 по 1999 год осваивал маркетинг и бизнес-аналитику в "НИКойле". Публиковался в журналах "Финансист", "Советник", "Среда". Одна из его статей вошла в сборник "СМИ и политика в России". 

В последние несколько лет Дмитрий руководил отделом в Фонде эффективной политики (ФЭП). Как рассказали его коллеги, год с небольшим Дмитрий вплотную занимался национальными приоритетными проектами. 

Авторские колонки Дмитрия Коноваленко регулярно появлялись и на страницах газеты ВЗГЛЯД. Он писал умно, интересно, талантливо очень о многом. И во всем этом "многом" он отлично разбирался.
В декабре 2006 года на спутниковом канале "Вести-24" была запущена его авторская программа, посвященная нацпроектам. 

"Он был очень хорошим, добрым, умным", - хором говорят люди, каждый день работавшие с ним бок о бок. 

Широкой публике Дмитрий Коноваленко был больше известен как один из самых ярких знатоков элитарного клуба "Что? Где? Когда?". Сам Дмитрий утверждал, что попал в клуб случайно.
В 1997 году он летел в командировку и от скуки читал какой-то журнал, где на странице с перечнем вакансий увидел объявление об отборе игроков в телеклуб. Так Дмитрий попал в зимнюю серию игр 1997 года. А в 2002 году как лучший игрок был награжден "Хрустальной совой".

Дмитрий Коноваленко ушел из жизни в ночь с 1 на 2 февраля 2007 года. У него остались жена и четверо детей

В память о Дмитрии Коноваленко с 2008 года ежегодно в конце января — начале февраля команда «Афина» проводит в Москве турнир по «Что? Где? Когда?» — Мемориал Дмитрия Коноваленко.