Родился в городе Красноярске.

Окончил Красноярское педагогическое училище (ныне Красноярский педагогический колледж №1) имени А.М. Горького, затем Красноярский институт искусств (ныне Красноярская государственная академия музыки и театра), класс профессора Екатерины Иофель.

С 1985 года по 1990 год - был солистом Красноярского государственного театра оперы и балета.

В 1987 году - стал лауреатом первой премии Всероссийского конкурса вокалистов имени М.И. Глинки.

В 1988 году - получил гран-при на конкурсе вокалистов в Тулузе (Франция).

Мировое признание певцу принесла победа в 1989 году на телевизионном конкурсе Би-би-си «Певец мира» в городе Кардиффе (Великобритания), где он был удостоен титула «Лучший голос» и получил главный приз.

Хворостовский выступал на таких площадках, как Уигмор-холл в Лондоне, Куинс-холл в Эдинбурге (Великобритания), Карнеги-холл в Нью Йорке (США), Консерватория имени П.И. Чайковского в Москве, оперный театр Лисео в Барселоне (Испания), Культурный центр в Гонконге и Музикферайн в Вене (Австрия). Певец давал сольные концерты в Сеуле (Республика Корея), Осло (Норвегия), Стамбуле (Турция), Иерусалиме (Израиль), а также в Австралии.

Работал с такими известными дирижерами, как Джеймс Ливайн (США), Бернард Хайтинк (Нидерланды), Клаудио Аббадо (Италия), Лорин Маазель (США), Зубин Мета (Индия), Юрий Темирканов и Валерий Гергиев (Россия).

В 2006 году - создал проект «Хворостовский и друзья», в рамках которого знакомит столичных поклонников оперы со звездами мировой величины. Первый концерт из цикла "Хворостовский и друзья" с участием американского лирического сопрано Рене Флеминг был представлен в Москве и Санкт-Петербурге.

Дмитрий Хворостовский выступает в сопровождении известных оркестров – Нью-Йоркский филармонический, Сан-Францисский симфонический и Роттердамский филармонический.

Народный артист России.