Сын священника, в 1899 году, будучи уже 30 лет, поступил в Московскую духовную семинарию, окончил ее в 1906 году, после чего состоял учителем в московской Преображенской двухклассной школе. В том же году рукоположен, служил в Московской губернии, Дмитровском уезде, селе Минеево в Троицкой церкви. В 1909 году переведен настоятелем в село Федосьино (нынешнее Новопеределкино), в Благовещенскую церковь, одновременно преподавал закон Божий в местной сельской школе. Был известен среди паствы как ревностный и благочестивый священник. За долгое и беспорочное служение возведен в сан протоиерея. Жена о. Димитрия была Олимпиада, во всем помогала мужу. Хорошо разбиралась в травах, и крестьяне со всей округи приходили к ней при разных недомоганиях и болезнях.
Первый раз чекисты арестовали о. Димитрия в 1919 году — за якобы дезертирство из Красной армии: он не явился отбывать трудовую повинность. Но его быстро отпустили: он имел освобождение от трудовой повинности по болезни.
В 1929 году хозяйство о. Димитрия было раскулачено, но после 1930 года — восстановлено; но тут же его арестовали снова — за хранение валюты и оружия. ОГПУ не смогло доказать этого обвинения, приговор был: из-под стражи освободить, дело прекратить. В том же 1930 году последовал еще один арест — о. Димитрий не выполнил твердого задания (поставок сельскохозяйственной продукции) — и осуждение к заключению. Но задание все-таки было выполнено (видимо, силами прихожан), хотя и не в срок, и приговор был отменен.
В 1932 году о. Димитрий арестован снова — за антисоветскую агитацию и контрреволюционную деятельность, находился под стражей 42 дня, освобожден.
В 1936 году начальник Кунцевского райотдела НКВД начал собирать через осведомителей сведения об о. Димитрии из Федосьина. 1 января 1936 года секретный осведомитель по кличке Печник сообщил, что поп Остроумов, чтобы избежать налогов, перевел все хозяйство на дочь. 23 июля 1936 года осведомитель по кличке Заказной сообщил, что некий кулак, лишенец, ходил к попу Остроумову советоваться, как ему быть с налогами, и поп дал ему совет: никаких налогов советской власти не плати и в колхоз не ходи.
Начальник райотдела НКВД распорядился взять попа Остроумова в проработку.
29 мая 1937 года секретный осведомитель по кличке Май сообщил: «К федосьинскому попу Дмитрию Ивановичу Остроумову часто приезжает его старая знакомая Мария Кирхгоф, она преподавательница иностранных языков в кремлевской школе ВЦИКа. Все это я узнал в беседе с гражданином села Федосьино. У меня просто такая мысль, что это знакомство связано со шпионством. У этой гражданки был раньше брат, который имел свою дачу около деревни Суково, где сейчас находятся глухонемые. Вот все, что я мог узнать».
Осведомитель по кличке Бинокль сообщил: «5 января 1936 года священник Остроумов в поезде в беседе с некими людьми по вопросу убийства тов. Кирова говорил: «Христос тоже вел борьбу. По Писанию, даже разрешается соврать или убить, если это делается с пользой для человечества. Есть притча: человек, убивший одного бандита, спасет десятки жизней христиан».
Осведомитель по кличке Зоркий 3 июля 1937 года сообщил: «В личности попа Остроумова чувствуется антисоветское настроение, но это он скрывает, и при всяком удобном случае может этим жалом уязвить власть советов. Он имеет знакомство с некой гражданкой Кирхгоф, она преподавательница английского, немецкого и французского языков в школе ВЦИКа в Кремле, знакомство ведет с ней вот уже около пяти лет. Одним словом, поп Остроумов — человек не пролетарский и не колхозно-настроенный».
Сотрудник НКВД переделал эту фразу в «контрреволюционно настроенный».
В редакцию местной газеты был даже направлен коллективный донос: «Есть такой человек, который, наживая большие барыши от выпечки просфор, скрывает свой доход и этим уклоняется от подоходного налога. Этот человек есть поп Федосьинский. Мало того, он занимается лечением, так называемой гомеопатией подпольного характера, конечно, не имея на это никакого медицинского права, и это тоже скрывает и уклоняется от подоходного налога, и этим крадет у государства. Вот вкратце оборотная сторона Федосьинского попа, эксплуатацию которого нужно в корне ликвидировать».
В ночь на 8 августа 1937 года о. Димитрий был арестован Кунцевским райотделом НКВД. Сразу же после ареста начались допросы.
— Знаете ли Вы гражданку Кирхгоф и поддерживаете ли Вы с ней связь?
— Гражданку Кирхгоф я знаю, она была преподавательницей немецкого языка. Она неоднократно, пять раз, приезжала к нам. В настоящее время она живет в селе Георгиевском на Северном Кавказе.
— Какие разговоры происходили у Вас с ней на политические темы?
— Разговоров у меня с ней на политические темы не было.
— Вы в селе занимались нелегальным лечением больных.
— Я у себя в личном пользовании имею домашний лечебник и гомеопатические лекарства. Я не отрицаю, что за плату давал лекарство, т.е. мне оплачивалась стоимость лекарства.
— Вы, будучи человеком, недовольным существующим строем, систематически высказывали резкие антисоветские настроения и злобу против руководителей партии и правительства. — Никогда ни с сем разговоров на политические темы я не вел.
— В июле месяце этого года в связи с приговором над врагами народа вы высказывались в защиту террористов и высказывали злобу против соввласти.
— Это также категорически отрицаю.
Из показаний председателя колхоза Федосьино: «Летом 1936 года священник Остроумов организовал нелегальное хождение по домам с молебнами. Представитель Кунцевского райисполкома, вызвав его в сельсовет, предложил ему прекратить хождение по домам. Он формально согласился, но по выходе из сельсовета направил по селу двух активных церковниц-старух, которые распространили провокационные слухи о том, что советская власть притесняет верующих. Через некоторое время в здание сельсовета ворвалась большая толпа народа, и чуть ли не организовали восстание церковников. Летом 1937г. Остроумов сагитировал в Ильин день не производить никаких работ в колхозе».
Были вызваны еще несколько лжесвидетелей, следователь что-то записывал в протокол, и люди, почти не думая, подписывались под лжесвидетельствами.
Оформив показания лжесвидетелей, 25 августа 1937г. следователь снова вызвал о. Димитрия на допрос:
— Вы арестованы за контрреволюционную деятельность. Дайте подробные показания.
О. Димитрий виновным себя в контрреволюционной деятельности не признал.
28 августа постановлением «тройки» он был приговорен к расстрелу.
О. Димитрий был расстрелян на Бутовском полигоне и похоронен в безвестной могиле
В деле, по которому проходил о.Димитрий, имеется справка по архивно-следственному делу №956909 на следователя, начальника Кунцевского райотдела УНКВД, Кузнецова Александра Васильевича, ведшего дело о. Димитрия. Он был арестован 3 октября 1938 года УНКВД Московской области. Обвинялся как участник контрреволюционного заговора, проводил вредительство в области оперативной работы органов НКВД. На следствии показал, что был завербован Сорокиным И. Г. в контрреволюционную троцкистскую организацию. 26 февраля 1939 года дело слушалось в судебном заседании Военной коллегии ВС СССР. От показаний следователь отказался на суде и был приговорен к расстрелу.
