Дмитрий Иванович, младший сын князя И. Васильевича Курли (Шкурли, умер после 1509 г.), родоначальника князей Курлятевых и, вероятно, княгини Анастасии, дочери Федора Андреевича Плещеева (умер до 1513 г.). Из Черниговских Рюриковичей.

Дата и место его рождения неизвестны. Впервые в источниках упоминается 21 января 1526 г., когда, будучи сыном боярским, присутствует на свадьбе великого князя Василия Ивановича и Елены Глинской (умерла 3 апреля 1538 г.).

С 1531–32 гг. Дмитрий появляется в разрядных записях: он один из приставов при казанском царевиче Шигалее (умер 20 апреля 1567 г.) в Нижнем Новгороде, воевода на Рязани при наместнике, князе Никите Борисовиче Туренине (из Черниговских Рюриковичей; умер после 1539 г.).

В 1533 г. стоит в войсках в области Мещере при князе Иване Ивановиче Турунтае-Пронском (из Рязанских Рюриковичей; казнен осенью 1569 г.). В ноябре того же года сопровождает больного великого князя Василия Ивановича в Иосифо-Волоцкий монастырь (в 18 верстах к северо-востоку от Волоколамска на левом берегу Спировки), а оттуда в Москву, причем едет вместе с великим князем «в каптанѣ».

В 1535 г. Дмитрий — воевода сторожевого полка при походе из Стародуба в Литву. В 1536 г. он наместничает в Старой Русе и в местечке Мелвятицах.

В 1537 и 1539 гг. князь Курлятев был воеводою «правой руки» в Коломне, в 1538 г. — воевода «правой руки» в судовой рати в Казанском походе, в 1540 г. — снова воевода в Коломне.

В 1542 г. — 3-й воевода в г. Серпухове, откуда послан «по крымским вестем» в г. Алексин вторым воеводой Большого полка.

9 сентября 1543 г. в Столовой палате Кремля Дмитрий принимает участие в отстранении от дел боярина Федора Семеновича Воронцова (из Протасьевичей; умер 21 июля 1546 г.).

В мае 1547 г. ведет местнический спор с боярином, князем Федором Андреевичем Булгаковым-Куракиным (умер в 1566–67 гг.).

В 1548 г. был в передовом полку в Коломне с князем Владимиром Андреевичем Старицким, а в начале 1549 г. воевода «правой руки» в Нижнем Новгороде; в этом же году пожалован в бояре (март?).

В начале 50-х гг. князь Курлятев занимает видное место в Избранной раде, являясь единомышленником идеологов боярской оппозиции: Сильвестра (умер около 1566 г.) и окольничего Алексея Федоровича Адашева (не-Рюрикович; умер в начале 1561 г.).

В 1553 г. назначен воеводой в Казань. В марте того же года, когда ожидавший смерти царь Иван Васильевич Грозный потребовал от бояр присяги младенцу — сыну Дмитрию (умер 26 июня 1553 г.), Курлятев оказался в числе не желавших ему присягать, чтобы не служить Захарьиным, и под предлогом болезни не являлся во дворец; и только когда сопротивление бояр было сломлено, он велел принести себя, как больного, и целовал крест согласно воле государевой.

В 1555 г. ходил с царем к Коломне, а оттуда — к Туле против крымского хана Девлет-Гирея (умер 29 июня 1577 г.).

В 1556 г. командовал Большим полком в походе к Казани. В том же году стоял в Серпухове с царем среди прочих бояр, а затем, по новой росписи, ходил в составе большого полка из Коломны в Тулу 2-м воеводой. В октябре 1557 г. направлен «на берег», в Калугу, 2-м воеводой Большого полка в связи с угрозой набега крымских татар; в том же году ведет два местнических спора.

В 1558 г. послан на Оку, в район Каширы, с Большим полком 2-м воеводой. Осенью того же года — воевода, вместе с князем Михаилом Петровичем Репниным в Раковоре; зимой 1558–59 гг. — главнокомандующий русским войском в Ливонии. В 1559 г. оставался в Москве с братом царя Юрием Васильевичем на время царского похода к Серпухову против крымских татар.

С весны 1560 г. — 1-й воевода в Туле, затем, по получении из г. Рыльска сообщения о появлении 20 тысячного отряда татар на р. Уды (правом притоке Северского Донца), послан с Большим полком 2-м воеводой «в поле» на разведку, затем ходил к Калуге. С осени того же года Дмитрий отправлен на воеводство в Смоленск.

29 октября 1562 г. на Дмитрия царь Иван Грозный кладет опалу, якобы «за его великие измѣнные дѣла». Тогда же насильственно пострижен в монахи и сослан с сыном Иваном в Рождественский монастырь на острове Коневец (на северо-западе Ладожского озера, в 4 верстах от берега). В монастыре князь вскоре был задушен. Его жена Анисья, две дочери (одна из них была супругой князя Ивана Юрьевича Голицына, который умер в 1582–83 гг.) и бездетный сын Роман были пострижены в Оболенске и отправлены в Челмогорскую пустынь (при озере Челмозерское, в 35 верстах на северо-запад от г. Каргополя). Вотчина их в Оболенске после опалы попала к 1572 г. в московского Новодевичий монастырь (на Девичьем поле в Хамовниках).

По свидетельству современника, князь Дмитрий Иванович был «муж совершенъныи и нарочиты в разумѣ синклит» (совет старейшин. — Д.В. Донской).