Дмитрий Фёдорович Устинов родился 17 (30) октября 1908 года в Самаре в семье рабочего.
Трудовую деятельность Дмитрий Фёдорович начал с 10 лет.
В 1922 году вступил добровольцем в Красную армию (отряды ЧОН) в Самарканде. В 1923 году вступил 12 Туркестанский полк. Участвовал в боевых действиях с басмачами.
После демобилизации в 1923 году учился в профессионально-технической школе в городе Макарьеве Костромской губернии.
В ноябре 1927 года вступает во ВКП(б) и оканчивает профтехшколу в Макарьеве.
1927—1929 годы — слесарь на Балахнинском бумажном комбинате, затем на фабрике им. Фёдора Зиновьева в Иваново-Вознесенске.
Осенью 1929 года становится студентом инженерно-механического факультета Иваново-Вознесенского политехнического института. Был избран секретарём комсомольской организации, членом партийного бюро института.
В 1930 году группа, в которой учился Д. Устинов, в полном составе направляется в МВТУ, а в 1932 — в Ленинград на укомплектование вновь создаваемого Военно-механического института (ныне БГТУ «Военмех» имени Д. Ф. Устинова). В 1934 году Устинов успешно его окончил.
C 1934 года инженер, начальник бюро эксплуатации и опытных работ в Ленинградском артиллерийском научно-исследовательском морском институте.
С 1937 года — инженер-конструктор, заместитель главного конструктора, директор Ленинградского завода «Большевик».
9 июня 1941 года — 15 марта 1946 года — Нарком вооружения СССР.