Воспитанник московских СДЮШОР «Трудовые резервы» (первый тренер — Сергей Анатольевич Белкин) и «Спартак» (тренер — Анатолий Федосеевич Королёв). В 2004—2005 годах сыграл 50 матчей (забил 4 мяча) за команду «Спартака» в турнире дублёров. По окончании контракта со «Спартаком» перешёл в «Томь», где отыграл 3 сезона.
В чемпионате 2009 года Тарасов сыграл за «Москву» 25 матчей и забил 2 гола. Был приглашён главным тренером национальной сборнойГусом Хиддинком на один из сборов команды. После окончания чемпионата подписал трёхлетний контракт с московским «Локомотивом»[5]. По словам футболиста, ключевую роль в его переходе в «Локо» сыграли личная заинтересованность главного тренера Юрия Сёмина и желание прогрессировать в профессиональном плане[источник не указан 4939 дней]. 26 ноября 2009 года Тарасову было присвоено звание Мастер спорта России[4]. Свой первый гол за «Локомотив» Тарасов забил 4 апреля 2010 года в ворота «Динамо» Москва.
Постоянным игроком основы и вице-капитаном команды стал при хорватском тренере Славене Биличе, играя в центре полузащиты в паре с Яном Тигоревым. Наибольшего прогресса достиг в сезоне 2013/14 при Леониде Кучуке, став одним из лучших центральных полузащитников чемпионата России. Поэтому вскоре был вызван в национальную сборную. 15 ноября 2013 года дебютировал за сборную России, выйдя на замену в матче против сборной Сербии. 19 ноября забил свой первый гол за сборную в ворота сборной Южной Кореи, этот гол оказался победным для сборной России.
Зимой 2014 года получил тяжёлую травму ноги, из-за которой пропустил остаток сезона и упустил шанс поехать на чемпионат мира в Бразилию. Возвратился на поле только в следующем сезоне 2014/15, который получился неудачным из-за постоянных травм и дисквалификаций.
16 февраля 2016 года после первой игры 1/16 финала Лиги Европы между турецким «Фенербахче» и московским «Локомотивом» Тарасов снял игровую футболку, под которой оказалась майка с изображением российского президента Владимира Путина и надписью «самый вежливый президент». Комитет УЕФА по этике открыл дело против московского «Локомотива» из-за нарушения пункта регламента соревнований УЕФА, который запрещает игрокам показывать политические или религиозные лозунги и заявления, а также рекламу[6][7]. 23 сентября 2018 года в матче 8 тура РПЛ против «Зенита» Дмитрий вышел на замену и спустя 4 минуты, получив 2 жёлтые карточки, был удалён[8].
В последнем туре[9] в матче «Локомотив» — «Уфа» получил травму колена, после чего был унесён с поля на носилках. 20 июня 2019 года был прооперирован в Риме. Позже генеральный директор «Локомотива» на встрече с болельщиками заявил, что клуб не намерен оплачивать операцию Тарасова, так как он не получил на неё разрешение от клуба. В конце августа стало известно, что Тарасов обратился в РФС с просьбой взыскать со своей бывшей команды € 12 тыс., потраченные на операцию[10]. Палата по разрешению споров РФС вынесла решение в пользу Тарасова[11].
Летом 2019 года покинул «Локомотив» в связи с окончанием контракта[12]. В трансферное окно не смог найти клуб. Оставшись без клуба, поддерживал форму в составе московского «Динамо»[13][неавторитетный источник]. 13 января 2020 года отправился на сборы вместе с ФК «Рубин»[14][неавторитетный источник]. 18 февраля официально стал игроком казанского клуба, подписав контракт до конца сезона 2019/2020[15][16]. 21 февраля спустя 3 дня после подписания контракта, на заключительной тренировке последнего сбора получил тяжёлый перелом левой малоберцовой кости[17][неавторитетный источник]. На следующий день 22 февраля получил поддержку от клуба и игроков. На товарищеский матч с «Шерифом» игроки вышли в специальных футболках, на которых было написано «Дима, выздоравливай! Мы с тобой!»[18][неавторитетный источник].
В результате паузы в чемпионате России из-за пандемии коронавируса успел восстановиться после тяжёлой травмы и 5 июля 2020 года в матче против ФК «Оренбург» провёл свой первый официальный матч за Рубин[19][неавторитетный источник]. До этого не выходил в официальных матчах более года. В матчах Дмитрий в основном выходил на замену, часто занимая позицию центрального защитника. По завершении сезона продлил контракт с клубом до конца 2020 года[20]. 22 ноября 2020 в матче против «Ростова» Тарасов впервые вышел на поле в стартовом составе, В декабре 2020 стало известно, что футболист не входит в планы тренерского штаба, и контракт с ним на 2021 год продлён не будет[21].
В начале 2021 года появилась информация, что Тарасов вошёл в состав любительского клуба «Сахалинец» (Москва)[22][23]. Однако позже стало известно, что клуб и футболист не смогли договориться по поводу заработной платы[24].
22 мая 2021 года вместе с Егором Титовым сыграл за «Аэрозоль» в матче первенства Тульской области против «Химика». Встреча команд из Новомосковска завершилась победой «Химика» со счётом 2:1[25]. Тарасов вышел в стартовом составе и был заменён в добавленное судьёй время.
30 июля 2021 года Дмитрий Тарасов проводил прямой эфир в своём инстаграме, где общался с подписчиками и отвечал на их вопросы. Во время трансляции спортивный директор московского клуба «Велес» из ФНЛ пригласил Тарасова на базу команды в Домодедово, чтобы обсудить условия возможного контракта[26][неавторитетный источник]. В этот же день Тарасов приехал на базу и подписал контракт сроком на год. На следующий день дебютировал за новую команду, выйдя на поле на 63-й минуте в матче против «Томи». 29 августа забил дебютный гол за «Велес» в ворота «Акрона», который посвятил своей беременной жене[27][неавторитетный источник].
19 октября 2021 года объявил о приостановке спортивной карьеры в связи со скорым рождением 3 ребёнка[28][неавторитетный источник]. Через 4 дня стал игроком любительского футбольного клуба «На Спорте», в котором выступают популярные артисты, музыканты и блогеры[29]. 22 августа 2022 года вместе с рэпером T-killah объявил о создании медийной футбольной команды «Родина Медиа»[30].
С 2023 года постоянный резидент YouTube проекта «Коммент.Шоу», где вместе с Ириной Подшибякиной и Алексеем Хрущёвым беседует с популярными футболистами и тренерами в подкасте «Плохие футболисты»[31].
Итого по официальным матчам: 8 матчей / 1 гол; 5 побед, 3 ничьи, 0 поражений.
Вне футбола
Увлекается пением. За свою жизнь выпустил три песни: «Все для тебя» (дуэт с Ольгой Бузовой), «Моя» (посвящённая второй жене Ольге Бузовой), «С днём рождения» (Анастасии Костенко). Песня «Моя» долгое время занимала второе место в рейтинге Itunes, уступая только «Экспонату» группы «Ленинград»[32]. Принял участие в клипе T-Killah «Тату Россия», посвящённой удачному выступлению сборной России на ЧМ 2018.
В декабре 2021 исполнил главную роль в клипе «Эйфория» певицы Margo[33].
Личная жизнь
Первая жена (с 2008 по 2012) — Оксана Пономаренко, в 2009 году у пары родилась дочь Ангелина[34].
Вторая жена — Ольга Бузова (свадьба — 26 июня 2012, развод — 30 декабря 2016)[35].
Третья жена — модель Анастасия Костенко[36]. Есть две дочери — Милана (10 июля 2018)[37] и Ева (5 февраля 2020)[38], а также два сына — Алексей (29 октября 2021)[39] и Ярослав (15 февраля 2024)[40][41].