Родился 1 октября 1919 года в городе Тихорецке Краснодарского края. Отец - Илья Федорович (1894-1965). Мать - Анна Владимировна (1894-1975). Супруга - Козлова Зоя Васильевна (1921-1979). Сын - Козлов Владимир Дмитриевич (1947 г. рожд.). Дочь - Квашнина (Козлова) Ольга Дмитриевна (1952 г. рожд.). Внуки - Екатерина, Дмитрий, Зинаида, Илья, Анна. Правнучка - Лера.

В семье Козловых, где росли три сына, Дмитрий, Владимир и Николай, дети видели трудолюбие родителей и сами подключались к домашней работе. К учебе они относились серьезно, считая это главным своим делом. Митя с детства любил читать, его манили дальние дали. Поэтому в 1937 году он покинул отчий дом и уехал поступать в Ленинградский военно-механический институт.

Война прервала учебу и перевернула всю его жизнь. На восьмой день после ее начала студент 5-го курса Дмитрий Козлов добровольцем ушел на фронт для защиты Ленинграда. Воевал на Ленинградском и Волховском фронтах. Первое ранение Козлов получил в боях под Лугой. После выхода из госпиталя принимал участие в строительстве "Дороги жизни". Но самые тяжелые воспоминания о войне - о боях на Синявинских болотах.

В 1944 году война для Дмитрия Козлова закончилась. От нее на память остались три тяжелых ранения и две очень дорогие награды - орден Красной Звезды и медаль "За оборону Ленинграда".

После демобилизации Д. И. Козлов вернулся в Ленинград и продолжил обучение в институте. После его окончания его направляют на Высшие инженерные курсы при МВТУ имени Н. Э. Баумана. После их окончания молодого специалиста распределяют на работу в НИИ-88 (с 1950 года - ОКБ-1 НИИ-88) в городе Калининграде Московской области. Здесь уже начинались работы по созданию ракеты дальнего действия А-4 (ФАУ-2) по немецкой документации, которую возглавляли С. П. Королев, В. П. Глушко, В. П. Бармин, В. П. Мишин, Б. Е. Черток и другие.

Летом 1946 года во время командировки в Германию Дмитрий Ильич Козлов впервые встретился с Сергеем Павловичем Королевым. Тематика, по которой работал тогда Королев, увлекла его. После этой поездки при НИИ-88 формируется отдел ? 3, обеспечивающий замкнутый цикл создания ракеты. Дмитрий Козлов проходит в отделе должностные ступени - инженер-конструктор, старший инженер, начальник группы, начальник сектора.

С 1951 года он работает ведущим конструктором по баллистическим ракетам Р-5, Р-5М и по межконтинентальной баллистической ракете Р-7А, предназначенным для доставки в цель ядерного боезаряда. За участие в создании ракеты Р-5М в 1956 году Д. И. Козлов награжден первым орденом Ленина.

Ракета Р-7 послужила созданию ракетно-ядерного щита страны. 21 августа 1957 года состоялся ее первый успешный запуск. А уже 4 октября 1957 года ракета-носитель Р-7 вывела на орбиту первый искусственный спутник Земли. Запуск первого спутника получил ошеломляющий мировой резонанс. Большая группа создателей за эту работу была отмечена государственными наградами. Дмитрий Ильич Козлов удостаивается звания Лауреата Ленинской премии.

Никто не мог тогда предположить, что выбранные основные параметры и конструктивные особенности "семерки" настолько опередят время, что именно она ляжет в основу космической отрасли и станет базовой для создания целого семейства ракетоносителей. Решением правительства для серийного изготовления ракеты Р-7 был определен авиационный завод ? 1 в городе Куйбышеве (ныне завод "Прогресс"). В феврале 1958 года Сергей Павлович Королев направляет на завод своим ответственным представителем по организации их серийного изготовления ведущего конструктора ракеты Р-7 Д. И. Козлова. В апреле 1958 года Дмитрий Козлов назначается заместителем главного конструктора ОКБ-1 в городе Калининграде Московской области. 17 февраля 1959 года состоялся успешный запуск ракеты Р-7, изготовленной на авиазаводе ? 1, а вскоре 40 первых ракет Р-7 заступили на боевое дежурство. Город Куйбышев становится кузницей первого ракетного щита нашей Родины. За обеспечение серийного производства межконтинентальной баллистической ракеты типа Р-7А на заводе "Прогресс" Д. И. Козлов в 1960 году удостоен второго ордена Ленина.

23 июля 1959 года по инициативе С. П. Королева на заводе был создан отдел конструкторского сопровождения производства ? 25. Через год он был преобразован в филиал ? 3 ОКБ-1. Начальником филиала и его главным конструктором стал Д. И. Козлов (1961-1966). В последующие годы Дмитрий Ильич работал в качестве первого заместителя главного конструктора ОКБ-1, начальника и главного конструктора филиала ?3 ОКБ-1 (1966-1967), первого заместителя главного конструктора Центрального конструкторского бюро экспериментального машиностроения (ЦКБЭМ), начальника и главного конструктора Куйбышевского филиала ЦКБЭМ (1967-1974), начальника и главного конструктора Центрального специализированного конструкторского бюро (ЦСКБ) (1974-1983), начальника и генерального конструктора ЦСКБ (1983-1996). В настоящее время он является генеральным директором - генеральным конструктором Государственного научно-производственного ракетно-космического центра "ЦСКБ-Прогресс" Российского авиационно-космического агентства.

Вся трудовая деятельность Д. И. Козлова связана с развитием отечественной ракетно-космической отрасли. За годы работы в ЦСКБ-Прогресс под его руководством на основе базового пакета ракеты Р-7 создано восемь модификаций ракет-носителей среднего класса типа "Восток", ""Молния", Союз". Этими ракетами обеспечено более 1600 запусков космических аппаратов. Ракеты-носители "Союз" 11А511У являются единственным отечественным средством выведения на орбиты пилотируемых и транспортных космических кораблей.

Начиная с 1962 года в тематику проводимых Д. И. Козловым научных исследований и проектно-конструкторских работ входит создание космических комплексов и космических аппаратов специального, народохозяйственного и научного назначения.

Возглавляемым Д. И. Козловым конструкторским бюро разработано и сдано в эксплуатацию 26 космических комплексов и космических аппаратов, предназначенных для дистанционного зондирования Земли, картографирования, проведения научных исследований, в том числе серии "Янтарь", "Фотон", "Ника-Т", "Бион" и другие.

Проведенные лично Д. И. Козловым и под его руководством научные исследования и опытно-конструкторские работы являются крупными научно-техническими достижениями. Д. И. Козлов - автор более 200 научных трудов и изобретений в области проектирования автоматических космических комплексов и систем. Среди опубликованных в открытой печати: "Космические аппараты систем зондирования поверхности Земли" (1993), "Конструирование автоматических космических аппаратов" (1996), "Управление космическими аппаратами зондирования Земли: компьютерные технологии" (1998), а также целый ряд публикаций в специальных журналах и сборниках научных трудов.

Соратники Дмитрия Ильича, те, с кем он начинал в далеком 58-м, и те, кто приходил позже, кто вместе с ним был влюблен в фантастическую и сверхточную науку космонавтику, так говорят о нем: "У него знания, опыт и непостижимая техническая интуиция".

Выдающийся вклад Дмитрия Ильича Козлова в развитие отечественной космонавтики отмечен многими высокими наградами и званиями. Д. И. Козлов - доктор технических наук (1970), профессор (1970), член-корреспондент Российской академии наук (1984), действительный член Академии космонавтики имени К. Э. Циолковского и Академии технологических наук, Почетный академик Академии навигации и управления движением и Российской инженерной академии. В течение многих лет он заведует кафедрой "Летательные аппараты" в Самарском государственном аэрокосмическом университете имени С. П. Королева.

За создание первых двух ступеней ракетоносителя "Восток", выведшего на орбиту Земли пилотируемый Ю. А. Гагариным корабль, Д. И. Козлов был удостоен звания Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина. За работу по созданию спутников серии "Янтарь" в 1979 году Дмитрий Ильич Козлов был вторично удостоен звания Героя Социалистического Труда и награжден четвертым орденом Ленина. Он - лауреат Ленинской премии, двух Государственных премий СССР, Государственной премии Российской Федерации, кавалер четырех орденов Ленина, ордена Октябрьской Революции, ордена "За заслуги перед Отечеством" II степени, орденов Отечественной войны I степени и Красной Звезды, Заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, Заслуженный работник промышленности СССР. Удостоен званий "Ветеран ракетной техники" и "Ветеран космонавтики России".

Достижения Д. И. Козлова отмечены золотой медалью РАН имени С. П. Королева, золотой медалью ВДНХ СССР, Памятным нагрудным знаком "Главный маршал артиллерии Неделин" РВСН, медалями Федерации космонавтики: имени Ю. А. Гагарина, имени К. Э. Циолковского, имени С. П. Королева, имени М. В. Келдыша, имени М. К. Янгеля, имени В. Н. Челомея, имени Н. А. Пилюгина, имени В. П. Макеева, имени В. П. Бармина, а также многими другими памятными наградами.

На родине дважды Герою Социалистического Труда Д. И. Козлова, в городе Тихорецке Краснодарского края, сооружен бронзовый бюст. Дмитрию Ильичу присвоено звание Почетного гражданина городов Самары и Тихорецка.

Редкие минуты свободного времени он отдает любимым книгам и шахматам.

Живет и работает в Самаре.