Роден е на 16 април 1879 г. във Видин. Баща му е свещеник, а майка му е даровита изпълнителка на много народни песни. Дванадесетгодишен е изпратен от родителите си да учи в музикално училище в Букурещ, но поради лошите условия, след само две години  напуска и се премества в Пражката консерватория, където за добри резултати в обучението получава стипендия от Чешката държава.  Завършва консерваторията през 1897 г. с отличен успех. Завръща се в България през м. януари 1898 г. и се установява в София, където се оженва за Мара Попова – учителка по пеене и пиано и се преместват в гр. Русе. Тук на 12 август 1899 г. се ражда синът им Саша Попов /виж отделна статия/. Същата година Димитър Попов е назначен за капелмайстор на III-ти Бдински полк. На следващата година е преместен в София, като учител по пеене в III-та девическа гимназия. Тук основава първият в България девически струнен оркестър и поставя оперетата „Камен и Цена“ по либрето от Иван Вазов. През 1913 г. отново се завръща във Видин като капелмайстор на духовия оркестър. По време на Първата световна война е мобилизиран, но продължава музикалната си дейност – организира смесен хор в с. Малкоч, Тулчанско и изнася концерти в тила на фронта, създава хорова формация от 80 хористи в Прилеп и хор в Крушево, с който изнася концерти в с. Лин, Албания, Охрид и Струга. В края на войната е етапен комендант на Ниш, но след примирието завръщайки се в София остава без работа. Инициира създаването на фарсов театър за безработни артисти и музиканти, където представя популярни творби и една част от собствените си произведения – оперите „Соня“, „Селима от Багдат“, „Найма“, комедиите „Граждански брак“ и „Жената на подначалника“. През 1921 г. семейството му се преселва в Асеновград, а той и съпругата му стават учители по пеене в местната гимназия. Сформират театрално-певческа трупа и оркестров състав и поставят оперни, оперетни и театрални спектакли. На следващата година се преместват в Дупница, където основават градски и детски хор и балетна школа. През 1923 г. Димитър Попов е назначен за учител в Княжевската гимназия. И тук той е родоначалник на църковен хор и ученическа оперетна трупа, с която поставя своята оперета „Сънят на Виолета“. През 1924 г. открива в София първото в България частно училище по цигулка, пиано и чужди езици. Училището функционира до 1936 г. и създава ценни кадри в сферата на изкуството и езиковата подготовка. През 1936 г. Димитър Попов печели конкурса за написване на траурен марш по повод смъртта на Кемал Ататюрк и получава наградата на турското правителство от 25 000 лв., което през 1938 г. го кани за три месеца да пребивава в Турция, в качеството му на уважаван композитор. През учебната 1939 г. той отново открива музикално училище, но през 1941 г. след обявяването на Втората световна война го закрива. По време на войната е назначен за капелмайстор на духова музика, но скоро след това е повишен в длъжност „Главен инспектор“ на духовите оркестри в цялата македонска област. Негова заслуга са създадените оркестри във Велес, Битоля и Охрид. Завръщайки се в София през 1945 г. създава хор на софийските чиновници, но след един прехот през Стара планина през зимата, в следствие на измръзване, се налага да ампутират единия му крак. Макар и инвалид продължава музикалната си дейност предимно композирайки собствени творби.

     Умира на 29 юли 1959 г. в София.