Подростком уехал в Донбасс, где работал на шахтах, учился в горнопромышленном техникуме.
В 1938 году поступил в Киевский гидромелиоративный институт.
В 1940 году был призван в ряды Красной Армии, служил в пограничных войсках на заставе Буры (на границе с Афганистаном).
В начале Великой Отечественной войны — автоматчик разведывательной роты. С первого и до последнего дня войны он был на фронте. Некоторое время служил в дивизионной газете «За победу».
8 мая 1945 года был контужен в Берлине. Через пять месяцев вернулся домой инвалидом первой группы.
В послевоенные годы работал в редакциях газет «Сельские вести», «Молодежь Украины», корреспондентом Всесоюзного радио по Украине.
В 1963 году стал членом Союза писателей Украины.
Его титул — поэт-песенник.
Его призвание — чувство слова, которое он лелеял и шлифовал до чистого радостного сияния.
Говорили, что в его стихах — душа народа. И поэтому в душах людей отзывались его песни.
Дмитрий Луценко издал более 10 сборников стихотворений.
Но если бы появились лишь слова к песне «Києве мій» (музыка
Игоря Шамо), уже этого было бы достаточно для того, чтобы попасть в вечность.
Юрий Гуляев — «Києве мій» (1962)
Эта прекрасная добрая искренняя песня сегодня стала гимном Киева, а мелодия — позывными, звучащими на главной башне нашего города на Майдане Незалежности.
Дмитрий Луценко и Игорь Шамо
Во время войны был награжден орденами Красной Звезды, Отечественной войны I степени, медалями.
За творческую деятельность награжден орденом Дружбы народов.
Умер 16 января 1989 года в Киеве, похоронен на Байковом кладбище.
В 1996 году в Киеве на фасаде дома по улице Александра Суворова, 19а, где в 1974—1986 гг. жил и работал известный поэт-песенник Дмитрий Луценко, была открыта мемориальная доска (бронза; барельеф; скульптор Н.П. Мищук).
В 1998 году в Киеве именем поэта была названа средняя школа № 197, где поэт не раз выступал и где длительное время работали его жена Тамара Ивановна и сын Сергей. 19 мая того же года в школе была открыта комната-музей поэта.
В память о поэте в 2001 году была основана премия им. Дмитрия Луценко, она вручается лучшим поэтам-песенникам, певцам, композиторам.
В 2006 году Национальным банком Украины к 85-летию со дня рожденияв Дмитрия Луценко была выпущена памятная монета номиналом 5 гривен.
В 2011 году часть улицы Крейсера «Аврора» в Киеве названа в честь Дмитрия Луценко.
Википедия (укр.)Сайт Байкового кладбища