Родился в Ленинграде. Окончил Санкт-Петербургскую государственную консерваторию им. Н. А. Римского-Корсакова, а также Высшую школу музыки Hanns Eisler в Берлине.
Лауреат множества всероссийских и международных конкурсов, среди которых Международный конкурс в Жерарме (I премия), Международный конкурс Фонда Гартов в Санкт-Петербурге (I премия), Международный конкурс им. Е. Мравинского в Санкт-Петербурге (I премия) и др.
В 2003 году «Всемирный клуб петербуржцев» наградил Дмитрия Ганенко «Звездой Прометея». Много лет являлся стипендиатом Министерства культуры России, стипендиатом Филармонического общества и программы «Новые имена».
С 2013 по 2018 гг. являлся солистом Симфонического оркестра Мариинского театра.
С 2018 года ведет активную сольную деятельность, регулярно выступая в таких залах, как Большой зал Санкт-Петербургской филармонии, Большой зал Московской консерватории, Концертный зал им.П.И.Чайковского, Концертный зал Мариинского театра и др. С гастролями посетил более 30 стран Европы, Северной Америки и Азии.
Сотрудничал с такими музыкантами и коллективами как: Валерий Гергиев, Юрий Башмет, Борис Березовский, Теодор Курентзис, Мирослав Култышев, Алексей Мельников, Симфонический оркестр Мариинского театра, Симфонический оркестр «Новая Россия», оркестр «musicAeterna», Камерный ансамбль «Солисты Москвы», Санкт-Петербургский государственный академический симфонический оркестр, Берлинский симфонический оркестр, Singolo Orchestra и др.
Дмитрий является сооснователем концертного агентства «Парк музыки», которое уже более более 9 лет организует крупные музыкальные и образовательные проекты в Москве, Санкт-Петербурге, различных регионах России и за рубежом, в т.ч.: ежегодный музыкальный фестиваль «Summer Music Park», Российский фестиваль юных виолончелистов, Шедевры России в Мраморном и Николаевском дворцах, «Симфо-Экспресс: объединяющая музыка советского и российского кино» и др.
Играет на инструменте работы немецкого мастера Людовика Отто.