26 Ekim 1673 tarihinde Vaslui ilinin şimdi kendi adıyla anılan Siliştine köyünde doğdu. Boğdan Voyvodası Constantin Kantemir'in oğludur. Voyvoda Constantin küçük oğlu Dimitrie'yi çok iyi yetiştirip rahip Yeremiya Kakavelas'ı getirterek ondan Latince ve Yunanca öğrenmesini sağladı, ayrıca edebiyat ve felsefe dersleri aldırdı. Dimitri 1688 yılında İstanbul'a gitti ve 1691'e kadar orada kaldı. İki yıl sonra babasının ölümü üzerine boyarlar tarafından Voyvoda seçildi fakat siyasi çekişmeler yüzünden bu görevi üç hafta sürdü. Bu durum karşısında İstanbul'a geri döndü ve 1710 yılına kadar burada yaşadı. Bu süre içinde tahsilini sürdüren Dimitrie, Rum Ortodoks Patrikhanesine hem de Enderun'a devam etti. Hocalarından felsefeci ve coğrafyacı Artalı Meletius, müneccim ve Arapça öğretmeni Nefioğlu, Matematikçi ve Türkçe muallimi Sadi efendi, Musiki öğretmeni Kemani Ahmed'in adları bilinmektedir. Türkçeden başka Arapça, Farsça, Fransızca ve İtalyanca 1711'den sonra da eski Slavca ve Rusça öğrendi. Bu arada batılı elçilerle dostluk ilişkileri kurdu. İstanbul'da Fener'de Fethiye Camii civarında bulunan Boğdan Sarayı'na birçok dostu gelirdi. Çok iyi tanbur çalan Dimitrie evinde ziyafetler verir ve sohbetler düzenlerdi. Ünlü minyatürcü Levni'de dostlarındandı. Dimitrie sanat eserleri toplar, resim yapar ve mimarlıkla da ilgilenirdi. 1711 yılından sonra sığındığı Rusya'da yapılan bazı kiliselerin planlarını kendi çizmiştir. 1710'larda Ruslarla başlayan savaşta Kırım Hanı Devlet Giray'ın telkiniyle Boğdan Voyvodalığına getirildi.
Boğdan Voyvodalığı sırasında Osmanlı Devleti'nin zayıflayıp çökmekte olduğu kanaatiyle Rusya tarafına geçen Kantemir'in bu hareketi Boğdan için çok zararlı oldu. Savaş esnasında pek çok Boğdanlı öldürüldü ve ülke Kırım kuvvetleri tarafından yağmalandı. Bu ihanetin bedelini Rusya'ya kaçarak ödedi.
Moskova'da Çarın himayesinde bir hayat sürdü.
Hayli maceralı bir hayat yaşayan ve ömrü siyasi çalkantılarla geçen Kantemiroğlu daha çok bir ilim ve kültür adamı olarak tanınır. İstanbul'da bulunduğu yıllarda edebiyata ve tarihe dair kitaplar kaleme almış musikiyle ilgili önemli eserler vücuda getirmiştir. Saz çalmayı öğrenmesi ile birlikte Türk müziğinin temeli hakkında bilgi sahibi olur. 19 yaşında yazdığı ve günümüzde bile konuşulan ve Kantemir Edvarı diye de anılan Kitab-ı İlmü'l-Musiki ala Vechi'l – Hurufat isimli kitabı Türk müziğinin temel taşlarını oluşturur. İki bölümden oluşan bu kitapta makamlar ve usuller üzerine teorik bilgilerin yanı sıra, 16. ve 17. yüzyıla ait kendi besteleri bulunmaktadır. Kitabın ve bestelerin bugüne ulaşmasında devrin Osmanlı Padişahı İkinci Ahmed'e sunulması ve notasyon sistemi ile yazdırılmış olmasının payı büyüktür.
Rusya'da vefat eden Dimitri Kantemir, ölümünden 200 yıl sonra 1935 yılında memleketi Romanya'nın Yaş kentine nakledilerek tekrar toprağa verilir. Ardında beş asırdan beri süregelen üç farklı kültürde edebî, siyasi ve müzikal izler bırakan bir miras bırakır.
