Darja Dmitrijewa stammt aus Irkutsk in Sibirien, wo sie auch mit der Sportgymnastik begann. 2009 überraschte die damals noch unbekannte Turnerin mit dem Gewinn des international bedeutenden Gymnastik-Turniers in Corbeil-Essonnes in Frankreich. Sie wurde Teil des russischen Nationalteams und nahm seitdem auch mehrfach erfolgreich an internationalen Meisterschaften teil. Ihre persönliche Trainerin ist Olga Bujanowa, die bereits mehrere international erfolgreiche russische Gymnastinnen gecoacht hat.