Народився 18 лютого 1987 року у місті Кизляр у Дагестані. Незабаром родина переїхала на Пирятинщину - у Березову Рудку. Після закінчення сільської школи Дмитро вступив до аграрного технікуму в рідному селі, здобув спеціальність техніка-технолога.
Військову строкову службу проходив у 2009-2010 роках на посаді оператора. За цією ж спеціальністю у 2015 році був призваний по мобілізації.
Нагороджений Медаллю „За участь в антитерористичній операції”, нагрудним знаком 93-ї окремої механізованої бригади „Холодний Яр” Збройних Сил України.
З 2016 року, після повернення зі служби, працював трактористом у різних сільськогосподарських підприємствах.
З початком повномасштабного вторгнення Дмитро Пономарьов одним із перших прибув до військкомату та був призваний по мобілізації.
Загинув молодший сержант Дмитро Пономарьов 21 березня 2023 року в населеному пункті Іванівське Донецької області.
Рішенням сорок дев’ятої сесії Пирятинської міської ради восьмого скликання від 26 квітня 2023 року № 191 присвоєно звання „Почесний громадянин Пирятинської міської територіальної громади” (посмертно).