Во время Великой Отечественной Войны, с 1944 года работал сталеваром в городе Нижняя Салда Свердловской области.
С 1945 года — артист Черновицкого областного музыкально-драматического театра имени О.Ю. Кобылянской.
В 1951 году окончил вокальный факультет Киевской государственной консерватории.
В 1975 году — режиссёрский факультет Киевского института театрального искусства имени И.К. Карпенко-Карого.
С 1951 года работает в Киевском театре оперы и балета.
Среди оперных партий: Остап, Николай, Эней («Тарас Бульба», «Наталья Полтавка», «Энеида» Н.В. Лысенко), Султан («Запорожец за Дунаем» С.С. Гулак-Артемовского), Мартын, Максим («Милана», «Арсенал» Г.И. Майборода), Мазепа, Евгений Онегин, Елецкий, Томский («Мазепа», «Евгений Онегин», «Пиковая дама» П.И. Чайковского), Игорь («Князь Игорь» А.П. Бородина), Риголетто («Риголетто» Дж. Верди), Мурман («Абесалом и Эфире» З.П. Палиашвили), Демон («Демон» А.Г. Рубинштейна), Амонасро («Аида» Дж. Верди), Фигаро («Севильский цирюльник» Дж. Россини), Валентин («Фауст» Ш. Гуно) и др.

Дмитрий Гнатюк — Ария князя Игоря



Дмитро Гнатюк — «Києве мій»



С 1988 года — художественный руководитель и главный режиссер Национальной оперы Украины.
На сцене Национальной оперы Украины поставил свыше 20 опер, в т.ч. «Князь Игорь» (1975), «Запорожец, за Дунаем» (1978, 1988), «Тоска» (1980), «Золотой обруч» (1990), «Травиата» (1994) и др.
Награжден двумя орденами Ленина (1967, 1985), орденами Дружбы народов (1975), Трудового Красного Знамени (1982), Октябрьской Революции, «За заслуги» III ст. (1995), князя Ярослава Мудрого V ст. (2000) и IV ст.  (2009), Николая Чудотворца, князя Владимира III ст. (2000, УПЦ), «Звездой общественного признания» (2003), Золотой медалью Академии искусств Украины (2003), Почётной грамотой Верховной Рады Украины (2000) и Почётной грамотой Кабинета Министров Украины (2000).
Умер 29 апреля 2016 года в Киеве, похоронен на Байковом кладбище.
Сайт «Герои страны»
Википедия (укр.)
ЕСУ