Димитър Стоянов завършва Математическата гимназия в Хасково през 1986 г.

От 1986 до 1991 г. учи във Висшето военновъздушно училище в Долна Митрополия. Назначен е за техник на самолет в деветнадесети изтребителен авиополк в Узунджово 28000-Б.

От 1993 до 1995 г. е старши техник на звено в същия полк. Между 1995 и 1998 г. е началник на група в еОПАТ и еПОВР в четвърта изтребителна авиобаза в Узунджово. След това до 1999 г. е началник на група в еОПАТ в 3-та авиационна база в Граф Игнатиево.

От 1999 до 2001 г. учи във Военната академия в София. След като завършва през 2001 г. е назначен за инженер в еПОВР в трета авиобаза.

От 2002 до 2005 г. е началник на отделение "Авиационна техника и въоръжение" на базата. Между 2005 и 2009 г. е заместник-командир на трета авиобаза по авиационна техника и въоръжение. За 1 година между 2009 и 2010 г. е началник-щаб на трета авиобаза.

От 2010 до 2011 г. учи във Военновъздушния колеж "Максуел". След като се завръща отново е началник-щаб на трета авиобаза до 2013 г.

От 2013 до 2014 г. е началник на сектор "Авиационна техника и въоръжение" в Командването на ВВС. През 2014 г. е назначен за заместник началник-щаб на Командването на ВВС.
В периода 2015 - 2016 г. е началник-щаб на Военновъздушните сили.
От 23 януари 2017 г. е главен секретар на президента на Република България Румен Радев.