Батьки віддали його до Київського реального училища; обов'язковими були дві європейські мови: німецька й французька. Ще там він почав відвідувати повітроплавний гурток КПІ, заснований 1905 року, а фактичним керівником гуртка був учень Миколи Єгоровича Жуковського, професор механіки Микола Делоне.
Навчався в Київському політехнічному інституті. Перед закінченням КПІ Дмитро поїхав до бельгійського міста Льєжа, де в одному з інститутів прослухав два семестри, вивчаючи аеродинаміку й теорію двигунів.
Перший його легкий спортивний біплан Г1 з двигуном «Анзані» потужністю 25 кінських сил, який Григорович побудував з бамбука, він випробував 10 січня 1910 року.
Наступною роботою Григоровича став аероплан, побудований за схемою, що наслідувала будову французького літака «Блеріо ХІ», але з власною системою керування та конструкцією шасі. Будував його Григорович спільно з київським аматором автомобільного спорту — багатієм Ільницьким. Фінансової допомоги Ільницького виявилося достатньо, аби завершити працю над новим аеропланом і продемонструвати на київській виставці повітроплавання. Літак привернув загальну увагу фахівців і аматорів авіації. Журнал «Автомобиль и воздухоплавание» назвав його найкращою конструкцією виставки.
Розробками Григоровича зацікавився Федір Терещенко — ця родина була серед ініціаторів створення КПІ і його меценатів. Терещенко також навчався в Київському політехнічному інституті і мріяв стати авіатором. Його захоплення авіацією було настільки сильним, що у своєму маєтку в селі Червоне Житомирського повіту він обладнав власну авіамайстерню та аеродром. Федір Терещенко запросив Григоровича до співпраці, отже невдовзі на світ з'явилися два їхні спільні спортивні аероплани — Г2 і Г3. Конструктором і основним виконавцем усіх робіт був Григорович, меценатом — Терещенко.
З 1912 року Д. Григорович – технічний директор заводу 1-го Російського товариства повітроплавання. У 1913 р. сконструював свій перший літальний човен М-1. У вересні 1916 року лейтенант Ян Нагурський першим у світі зробив на літаючому човні М-9 конструкції Григоровича дві «мертві петлі» поспіль; нікому повторити «петлю Нестерова» на літальних човнах інших конструкцій не вдалося.
За роки Першої світової війни конструкторське бюро Д. Григоровича створило понад 10 типів гідролітаків. Морський розвідник М-9 конструкції Д. Григоровича вперше у світі був обладнаний гарматою та міг приземлятися не лише на воду, але й на сніг. Літаючий човен ГАСН Д. Григоровича — перший у світі морський торпедоносець. Д. Григоровичу належить впроваджена ним ідея застосування на літаках броні та шасі, що складалося в польоті. Гідролітаки Д. Григоровича вироблялися в США, Великій Британії, Італії та Франції за проєктами, які продав за кордон Тимчасовий уряд Росії.
1 червня 1917 р. Григорович заснував власний дослідний авіабудівний завод. Під час голоду в Петрограді перебрався із родиною до Києва, а потім – до Одеси. 1919 року працював у Катеринославі, Сімферополі, Севастополі.
У часи російської окупації УНР змушений був працювати на комуністів. 1922 року Григоровича призначено технічним директором і начальником КБ Державного авіаційного заводу №1 у Москві. 1923 року за його участю спроєктовано перший радянський винищувач І-1, а за рік — І-2. У 1925 році конструктора призначено керівником відділу морського дослідного літакобудування на Державному авіаційному заводі №23 в Ленінграді.
Сам авіаконструктор зазнав арештів, був ув'язнений у системі ГУЛАГ СРСР. 1 вересня 1928 р. Григорович був заарештований, звинувачений у шкідництві й ув'язнений до Бутирської в'язниці. Протягом 1929–1931 років,працював у ЦКБ-39 ОГПУ разом із М. Полікарповим. У квітні 1930 року вони створили винищувач І-5.
10 липня 1931 року Дмитро Григорович отримав свободу, але радянська влада так і не визнала його невинуватість. Газета "Правда" надрукувала постанову Центрального виконавчого комітету СРСР: "…Амністувати… Головного конструктора з дослідного літакобудування Григоровича Дмитра Павловича, який розкаявся у своїх попередніх вчинках і напруженою роботою довів своє розкаяння. Нагородити його грамотою ЦВК Союзу РСР і грошовою премією в 10000 рублів".
Навесні 1938 року Григоровича призначають керівником щойно організованого КБ у Новосибірську. Але до Сибіру він не доїхав: занедужав і 26 липня того ж року на п'ятдесят шостому році життя помер від лейкемії.
Дмитро Григорович Григорович — автор майже 80 оригінальних конструкцій літаків найрізноманітнішого призначення, зокрема гідролітаків.