Дмитрий Марьянов учился в театральной школе, потом закончил Щукинское училище, поступил в труппу Ленкома, в котором играл в спектаклях «Юнона и Авось», «Поминальная молитва», «Безумный день, или Женитьба Фигаро» и других. Сотрудничал с «Квартетом И» и сыграл в картине «День радио», снимался также в фильмах «Взрослая дочь, или Тест на...», «Взлом», в сериалах «Как выйти замуж за миллионера 2», «Вышибала» и «Личная жизнь следователя Савельева».

Его фильмография составляет около 80 картин, но большинство зрителей помнит его по вышедшей в 1986-м музыкальной сказке «Выше Радуги», поставленной Георгием Юнгвальд-Хилькевичем — там Марьянов сыграл школьника-фантазера по имени Алик Радуга, которому освобожденная им Сирена дарит способность лучше всех прыгать в высоту. Партнерами юного артиста были Ольга Машная, Михаил Боярский и Юрий Куклачев, а фильм стал культовым для всех, кто вырос в восьмидесятые.

Два года назад Дмитрия Марьянова не стало. 15 октября актер почувствовал себя плохо, и друзья решили отвезти его в больницу подмосковной Лобни, однако в дороге он скончался из-за оторвавшегося тромба. Ему было всего 47 лет.

Дмитрий Марьянов в киноролях и в жизни — в галерее «Газеты.Ru».