Ещё учась в школе, начал работать в "Студии пластики" под руководством Георгия Вячеславовича Ерасека при Новосибирском Молодёжном Академическом театре "Глобус". В театре принимал участие в детских спектаклях.
Сразу после школы, в 1998 году, поступил в Новосибирское театральное училище, мастерская А.С. Кузнецова, Т.Н. Кочержинская. Параллельно учёбе в училище играл в театре "Глобус". В 2002 году защитил диплом.
В том же 2002 году поступил на третий курс ВГИК им. Герасимова, в мастерскую В.М. Соломина и А.С. Ленькова. А в 2004 году получил диплом этого института.
В том же 2004 году актер дебютировал в кино и к 2011 году сыграл более 60-ти ролей в фильмах и сериалах.
Зрители хорошо запомнили его работы в картинах «Кровавый круг», «Реванш», «Родные люди», «Лабиринты любви», «Однажды будет любовь» и др.
Дмитрий Мазуров женился на своей однокурснице Наталье. Семь лет они прожили в браке, родились двое сыновей: Георгий (2005 г.р.) и Дмитрий (2008 г.р.). Но к 2010 году они расстались.
В настоящее время у актера есть невеста Наташа, которую он знает с детства вот уже 15 лет. Познакомились они в 9-м классе в Новосибирске.
Учились Дмитрий и Наташа в разных школах, но жили рядом. В конце августа 2010 года Наталья переехала в Москву к Диме, и в скором времени они планируют сыграть свадьбу.