Родился 3 октября 1849 г. в с. Соино Мстиславского уезда Могилевской губернии (сейчас д. Соино, Смоленская область, Россия).
В 1867–1868 учебном году окончил семиклассный курс Могилевской мужской гимназии.
1868–1872 гг. – учился на физико-математическом факультете Императорского Санкт-Петербургского университета (сейчас Санкт-Петербургский государственный университет).
1871 г. – удостоен золотой медали университета за работу «О спектральном анализе в применении к астрономическим наблюдениям».
1872 г. – окончил университет и был оставлен при нем для подготовки к профессорской деятельности.
С 1873 г. работал в Пулковской обсерватории под руководством О.В. Струве.
1878 г. – получил звание магистра астрономии и геодезии за сочинение «Исследование орбиты спутника Нептуна – Тритона – по наблюдениям, произведенным с Пулковским рефрактором с 1847 по 1876 гг.» и стал адъюнкт-астрономом обсерватории.
1881 г. – получил степень доктора астрономии и геодезии за диссертацию «Теория движения планеты Дианы».
1883–1884 гг. – приват-доцент Императорского Санкт-Петербургского университета.
1884–1918 гг. – профессор кафедры астрономии и геодезии Императорского Казанского университета (сейчас Казанский (Приволжский) федеральный университет).
1884–1918 гг. – директор Казанской городской обсерватории.
1901–1918 гг. – основатель и директор Астрономической обсерватории имени В.П. Энгельгардта.
1890 г. – декан физико-математического факультета Императорского Казанского университета, 1899–1905 гг. – ректор.
1906 г. – произведен в тайные советники и утвержден в звании заслуженного ординарного профессора.
22 октября 1918 г. Д.И. Дубяга умер во время эпидемии испанки.
Дело отца продолжил сын А.Д. Дубяго (1903–1959), профессор, доктор физико-математических наук, с августа 1954 года по октябрь 1958 года – директор Астрономической обсерватории имени В.П. Энгельгардта, ученый в области астрономии, основатель Казанской научной школы по исследованию комет.

Награды:

• Орден Святого Станислава III степени
• Орден Святого Станислава II степени
• Орден Святого Станислава I степени
• Орден Святого Владимира IV степени
• Орден Святого Владимира III степени
• Орден Святого Владимира II степени
• Орден Святого Владимира I степени
• Орден Святой Анны
• Знак «Красного Креста» и др. награды

Источник: Гапоненка, В. Дубяга Зміцер / Вольга Гапоненка // Кантакты і дыялогі. – 1997. – № 11–12. – С. 22–23 : фота.

Д.И. Дубяго внес огромный вклад в развитие российской астрономии, стал основателем казанской астрономической школы, заложил основы главных направлений научных исследований, ставших традиционными для казанской астрономии, воспитал достойную смену. Учениками Дмитрия Ивановича были такие видные астрономы, как профессора А.В. Краснов, В.А. Баранов, М.А. Грачев, А.А. Яковкин, К.К. Дубровский, А.А. Михайловский. Благодаря Д.И. Дубяго Казанский университет стал всероссийским центром подготовки специалистов по астрономии и геодезии.
Основные научные работы Д.И. Дубяго относятся к теоретической астрономии, астрометрии и гравиметрии. По наблюдениям казанских астрономов, проведенных в период 1869–1892 гг., он составил каталог координат 4281 звезды для международного зонного каталога. Создал теорию движения астероида Диана. Открыл периодическую комету C/1921 H1 (Дубяго). Возглавлял экспедиции для наблюдения полных солнечных затмений в Вятскую губернию (1887) и на Новую Землю (1896). По его предложению и инициативе были направлены и подготовлены научные экспедиции в различные места Европейской части России для проведения астрономических и геодезических наблюдений. Под руководством ученого в 1885 и 1887 гг. изданы два тома наблюдений Казанской обсерватории.

Научные труды:

• Дубяго, Д. И. Исследование орбиты спутника Нептуна по наблюдениям, произведенным Пулковским рефрактором с 1847 по 1876 год : рассуждение Дмитрия Дубяго на степень магистра астрономии и геодезии / Д. И. Дубяго. – СПб. : Тип. Н. А. Лебедева, 1878. – 45 с.
• Дубяго, Д. И. Теория движения планеты Дианы. Определение окончательной орбиты : рассуждение на степень доктора астрономии / Д. И. Дубяго. – СПб., 1880. – 66 с.
• Дубяго, Д. И. Теоретическая астрономия : лекции : в 2 т. 1881/82 г. / Д. И. Дубяго. – СПб. : В. Н. Богословский, [1882]. – [2], 102 с. : черт.
• Дубяго, Д. И. Конспект к лекциям по высшей геодезии / составитель Д. И. Дубяго. – СПб. : Типо-литогр. С. Ф. Яздовского, 1883. – [2], 199 с. : черт.
• Савич, А. Н. Курс астрономии : [соч.] : в 2 т. Т. 2, Теоретическая астрономия / А. Н. Савич ; [подготовил к печати профессор Д. И. Дубяго]. – 1884. – VI, 605 с., 1 л. фронт. (портр.), 3 л. ил.

В честь Д. И. Дубяго и его сына, советского астронома А.Д. Дубяго назван лунный кратер.
Именем Дубяго назван открытый 3 августа 1930 года Е.Ф. Скворцовым в Симеизской обсерватории астероид (1167) Дубяго (Dubiago) 1930 PB.

• [Дубяго Дмитрий Иванович] // Празднование столетнего юбилея Могилевской мужской гимназии. 1809–1909 / составитель М. Созонов. – Могилев, 1910. – С. 174.
• Белоконь, Л. Звездные выпускники гимназии : к 200-летию Могилевской мужской гимназии / Людмила Белоконь // Весник Могилева. – 2009. – 22 июля. – С. 7 : фото.
• Біяграфічныя звесткі пра астраномаў і касманаўтаў Беларусі : Дубяга Дзмітрый Іванавіч / І. В. Галуза, У. А. Голубеў, А. А. Шымбалеў // Фізіка. – 2015. – № 6. – С. 4.
• Дубяга Дзмітрый Іванавіч // Асветнікі зямлі Беларускай : Х–пачатак ХХ ст. : энцыклапедычны даведнік / галоўны рэдактар Г. П. Пашкоў. – Мінск, 2006. – С. 149.
• Дубяга Дзмітрый Іванавіч // Беларуская энцыклапедыя : у 18 т. / галоўны рэдактар Г. П. Пашкоў. – Мінск, 1998. – Т. 6 : Дадаізм – Застава. – С. 249–250 : фота.
• Звязаў іх лес з Мсціслаўшчынай // Памяць : гісторыка–дакументальныя хронікі Мсціслаўскага раена / рэдактары: У. Л. Гусянкоў [і інш.] ; мастак Э. Э. Жакевіч. – Мінск, 1999. – С. 78.
• Мсціслаўскае святло : па родным краі: з альбома Уладзіміра Ліхадзедава : Дубяга Дзмітрый Іванавіч / Мікола Міршчына // Маладосць. – 2008. – № 8. – С. 127.
• Юрчанка, Г. Зорным святлом зачараваны / Г. Юрчанка // Святло Кастрычніка (Мсціслаў). – 1995. – 28 чэрвеня. – С. 3.