Дмитрий Валерьевич завершил обучение в Высшем военно-морском инженерном училище имени Ф. Э. Дзержинского в 1998 году. В 2000 году, получив звание старшего лейтенанта, он командовал спасательным подводным аппаратом «АС-22», участвуя в учениях по спасению экипажа условно затонувшей подводной лодки на Балтийском море.
В ноябре-декабре 2006 года, будучи капитаном 3-го ранга, Дмитрий руководил экипажем аппарата «АС-37», который успешно погрузился на глубину 3 500 метров для испытания всех систем и механизмов.
В 2011 году на аппарате «Консул» он провел исследования на глубинах до 6 270 метров. В 2015 году, как старший гидронавт-испытатель, на аппарате «Русь» Дмитрий совершил 10-часовое погружение в центральной части Атлантического океана, исследуя глубины до 6 180 метров.
За мужество и героизм, проявленные при выполнении специального задания, Дмитрий Боев был удостоен звания Героя Российской Федерации с вручением медали «Золотая Звезда» указом Президента Российской Федерации от 23 июня 2016 года. Он также награжден тремя орденами Мужества и различными медалями.
Дмитрий Валерьевич принимал участие в «Вахте героев Отечества» в Невинномысске, где встречался с учениками местных школ, делясь опытом службы и погружений, а также отвечая на их вопросы.
Глава промышленной столицы региона, Герой России Михаил Миненков поздравил Дмитрия Боева с днем рождения, пожелав ему крепкого здоровья, исполнения всех планов и благополучия.