Дмитрий Марьянов родился в 1969 году в Москве. Учился в театральной школе № 123 при Театре на Красной Пресне. В 1992 году окончил театральное училище имени Щукина и попал в труппу «Ленкома». Широкая известность к Марьянову пришла после фильмов «Дорогая Елена Сергеевна» (1988) и «Любовь» (1991).
Марьянов известен как актер театра «Квартет И», в котором сыграл ди-джея Диму в постановках «День радио» и «День выборов». Также он сыграл эти роли в киноверсиях обоих спектаклей.
Однако настоящее народное признание он получил после исполнения главных ролей в телевизионных сериалах "Боец" и "Личная жизнь следователя Савельева".
В воскресенье, 15 октября, Марьянов отдыхал с друзьями на даче в подмосковной Лобне. В какой-то момент он резко почувствовал себя хуже. По информации «Комсомольской правды», с самого утра он жаловался на боли в ноге и спине, а после обеда потерял сознание.
Друзья актера позвонили в скорую помощь, но там сказали, что у них нет свободных бригад, поэтому «скорая» не может приехать к ним оперативно. Тогда Марьянова попытались довезти до ближайшей больницы своими силами, но по дороге артист скончался.
Точная причина смерти официально еще не названа, но по данным ТАСС, Марьянов умер из-за оторвавшегося тромба.
Следственный комитет начал проверку в отношении врачей, которые, по данным СМИ, отказались помогать умирающему актеру.