Дати народження і смерті Дмитра Горленка невідомі. У 1692–1708 роках він обіймав посаду прилуцького полковника й вважався одним із найближчих сподвижників гетьмана Івана Мазепи. Полковник був палким прихильником розриву стосунків України з Московським царством. У 1708 році, коли Мазепа уклав угоду з Карлом XII, Горленко, не замислюючись, став на бік шведів, а після поразки під Полтавою супроводжував Мазепу в еміграцію. Коли гетьман помер, полковник залишився під рукою гетьмана Пилипа Орлика й у 1711 і 1712 роках брав участь у походах на Правобережжя.
У 1715 році внаслідок особистого конфлікту з Орликом Дмитро Горленко вирішив повернутися на батьківщину. Бунтівника не стратили, як багатьох, але протягом 15 років йому довелося жити в Москві. Тільки в 1731 році царський уряд дав Горленку дозвіл виїхати в Україну. Як надалі склалася доля цього козацького ватажка, коли і як він сконав, де був похований – усе це історія від нас приховала.