Дмитрий Вознесенский родился в 1855 году в селе Николо-Замошье Мологского уезда Ярославской губернии. В 1877 году окончил Ярославскую духовную семинарию и был определен штатным псаломщиком в церковь родного села. Позднее был возведен в сан диакона. В 1910 году был рукоположен во священника.
16 октября 1918 года на Николо-Замошенском приходе вспыхнуло восстание против советской власти. По требованию восставших, был совершен крестный ход и молебен, после которого о. Димитрий выступил с проповедью, обличавшей богоборческие планы большевиков. На следующий день прибыл карательный отряд и разогнал восставших. Колокольный звон к утренней службе был принят карателями за сигнал к сопротивлению. Во время литургии красноармеец пытался застрелить о. Димитрия через открытые Царские врата, но винтовка отказала.
17 октября 1918 года, после окончания службы, священник был арестован и расстрелян на железнодорожной станции Шестихино. Расстреливали четверых при свете прожекторов. Когда им приказали повернуться затылком, кто-то упал, моля о пощаде, кто-то отвернулся. О. Димитрий стоял прямо, глядя на красноармейцев. После первого залпа он продолжал стоять, так как никто не решился убить его. Тогда комиссар, с бранью выхватив ружье у одного из солдатиков, сам выстрелил в священника.
