Дмитрий Михайлович Гнатюк родился 28 марта 1925 года в селе Староселье Черновицкой области в крестьянской семье.
В 1943 году был мобилизован для участия в военных действиях, попал под бомбёжку, был ранен и после госпиталя работал на танковом заводе в Нижнем Тагиле, где пел в самодеятельности.
По возвращении на родину работал в Черновицком музыкально-драматическом театре имени Ольги Кобылянской, где пел и танцевал кордебалете.
В 1946 году поступил в Киевскую консерваторию (класс И.С.Паторжинского), которую окончил в 1951 году и стал солистом Киевского театра оперы и балета, в котором начал выступать ещё студентом с 1948 года. Впоследствии Дмитрий Михайлович стал и главным режиссёром этого театра.
Прославился Гнатюк и как концертный певец - исполнитель песен и романсов. Много гастролировал за рубежом