В Красную Армию призван в марте 1943 года Краснояружским РВК Курской области, рядовой, стрелок 6-й роты 2-го стрелкового батальона 465 СП 167 Сумской Краснознаменной стрелковой дивизии. Отличился при форсировании реки Днепр, отвлекал огонь противника на себя. Лично уничтожил 15 врагов.

14 октября 1943 года погиб в бою за расширение плацдарма. 

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 13 ноября 1943 года рядовому Литвинову Д.П. присвоено посмертно звание Героя Советского Союза.

Похоронен на Украине, в лесу села Яблонка Вышгородского района Киевской области.