Дмитрий Левин родился в октябре 1920 года в селе Дмитриевка (ныне - Радищевский район Ульяновской области). Русский. Член ВКП(б)/КПСС с 1941 года в городе         Сызрань Самарской области. Окончил среднюю школу в Сызрани Самарской области. В 1938 году Левин был призван на службу в Военно-морской флот СССР.
         В сентябре 1941 года Левин окончил Черноморское высшее военно-морское училище и направлен на фронт командиром стрелкового взвода 8-й бригады морской пехоты Черноморского флота. Бригада держала оборону на направлении главного удара гитлеровцев на Севастополь у горы Азис-Оба (в районе села Дуванкой, ныне - Верхнесадовое Севастопольского горсовета). В одном из боёв Д.П. Левин получил тяжёлое ранение и контузию и был отправлен  в госпиталь.
          После излечения назначен командиром бронекатера на Волжскую флотилию, а с мая 1943 года - командиром бронекатера «БКА-112» 1-го дивизиона бронекатеров Азовской военной флотилии. Выполняя боевые задания по поиску и уничтожению плавательных средств противника в Азовском море, в июне 1943 года лейтенант Левин потопил два неприятельских катера, за что был награждён орденом Красного Знамени. В сентябре 1943 года бронекатер «БКА-112» участвовал в высадке десантных отрядов при освобождении городов Мариуполь (Донецкая область) и Осипенко (ныне - Бердянск Запорожской области), за что его командир был награждён орденом Красной Звезды.
         Особо лейтенант Левин отличился в ходе Керченско-Эльтигенской десантной операции. Идя во главе первой штурмовой группы, его бронекатер в ночь на 3 ноября 1943 года первым под огнём противника подошёл к берегу на участке Глейки-Жуковка (ныне в черте города Керчь) и без потерь высадил десантников из 369-го отдельного батальона морской пехоты. В течение всей ночи он переправлял на плацдарм основные силы десанта с подходивших сейнеров, прикрывал огнём корабельной артиллерии район переправы плавучих средств, подавляя огневые точки противника на берегу. Во второй половине дня 3 ноября «БКА-112» был атакован вражеской авиацией, получил повреждения. Часть экипажа, в том числе и лейтенант Левин, во время налёта погибла.
         Указом Президиума Верховного Совета СССР от 22 января 1944 года за «мужество, отвагу и героизм, проявленные в борьбе с немецкими захватчиками» лейтенант Дмитрий Левин посмертно был удостоен высокого звания Героя Советского Союза.   Награждён орденами Ленина, Красного Знамени, Красной Звезды.

        Похоронен в посёлке Ильич Отрадненского района Краснодарского края. Имя Д.П. Левина носит улица в городе Сызрань, в сквере у здания исполкома Сызранского горсовета установлена стела героям-сызранцам с его именем. Имя Героя присвоено рыболовному траулеру и буксирному пароходу, высечено на памятном знаке погибшим выпускникам училища в Севастополе. Бюст Д.П.Левина установлен в Севастополе на территории Черноморского ВВМУ им. П.С.Нахимова (ныне - Академия ВМС Украины им. П.С.Нахимова).