Родился в деревне Криволуцкая (Криволукская) Ялуторовского района Омской (ныне Тюменской) области. В семье, кроме Дмитрия, росли еще два брата – Николай, 1925 года рождения и Павел, 1928 года рождения (брат – Николай Алексеевич тоже воевал). Дмитрий Алексеевич учился в Криволукской начальной школе, 8 классов закончил в Ялуторовской школе. После школы работал в колхозе в родной деревне Криволукская.

22 августа 1941 года получил повестку из Ялуторовского военкомата. На фронт попал после окончания трехмесячных курсов радистов в Новосибирске. Он воевал под Москвой в составе 57 полка связи Северо-Западного фронта. В мае 1942 года был ранен в одном из боев. После излечения в госпитале он попал в 3-ю ударную армию, далее его направили на объединенные курсы подготовки младших лейтенантов. После окончания курсов получил звание младшего лейтенанта и вернулся воевать в полк.

Вместе с полком Дмитрий Алексеевич освобождал Ленинград, Старую Руссу. К этому времени он уже был командиром радиовзвода, в котором больше половины были девушки.

За выполнение боевых задач при освобождении столицы Латвийской ССР города Риги награжден орденом Красной Звезды. За мужество и храбрость, проявленные при освобождении Смоленска, Великих Лук, офицер Хмылов Дмитрий Алексеевич был награжден вторым орденом Красной Звезды.

В сентябре 1944 года получил 23 осколочных ранения от разрыва мины. После 3-х месяцев госпиталя его направили в войска обеспечения правительственной связи. За доблестную службу в войсках обеспечения правительственной связи лейтенант Хмылов Дмитрий Алексеевич был удостоен благодарности Верховного командующего.

В Прибалтике вместе с полком он задержался до Победы.

В июне 1945 года вместе с частями Советской Армии был направлен на восток. В составе 1-го Дальневосточного фронта участвовал в разгроме Квантунской армии, освобождении Китая, Кореи.

Кроме двух орденов Красной Звезды награжден медалями «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.», «За победу над Японией».

Демобилизован 31 декабря 1945 года. Вернулся в деревню Криволукская и там работал в детском туберкулезном санатории. Стаж работы до поступления в органы внутренних дел составил 13 лет.

В 1947 году женился на девушке из родной деревни Криволукская Августе Степановне Мясниковой. Вместе с Августой Степановной вырастил и воспитал двоих сыновей.

С 1951 года Хмылов Дмитрий Алексеевич служил в органах внутренних дел г. Ханты-Мансийска. В 1960 году его назначили на должность начальника паспортного стола Октябрьского районного отдела внутренних дел, где работал до сентября 1974 года. После увольнения с апреля 1975 года по июль 1979 года работал в Октябрьском рыбозаводе в должности старшего инспектора отдела кадров.

За весь период своей трудовой деятельности характеризовался трудолюбивым, отзывчивым и целеустремленным. К исполнению своих должностных обязанностей относился ответственно, обладал высокой работоспособностью. В трудовых коллективах пользовался заслуженным авторитетом и уважением среди коллег по работе. В 1978 году Дмитрий Алексеевич за свои трудовые заслуги получил звание «Ветеран труда». Неоднократно был награжден медалями, памятными знаками.

Умер 12 марта 1989 года и похоронен в г. Ялуторовске Тюменской области.

Документы Хмылова Дмитрия Алексеевича переданы на хранение в архив Октябрьского района внучкой Хмыловой Екатериной Александровной по договору дарения в сентябре 2020 года.