Дмитро Чижевський народився 5 квітня 1894 р. в повітовому містечку Олександрія Херсонської губернії (нині райцентр Кіровоградщини). Рід Чижевських відомий із початку XVIII ст. Далекий предок Дмитра Івановича, Петро Чижевський, був придворним тенором у Петербурзі при імператриці Єлизаветі Петрівні й 1743 р. одержав від неї дворянське звання.
Дід Дмитра Івановича брав участь в обороні Севастополя під час Кримської війни, а батько, кадровий офіцер, відрізнявся демократичними переконаннями. За листування з опозиціонерами-емігрантами він відбув дворічне ув'язнення і трирічне заслання у Вологді.
Дмитро Чижевський виріс в інтелігентній родині, де шанувалися українські культурні традиції. Змалку він опанував основні європейські мови, причому німецьку — блискуче. У 1911 р. закінчив Олександрійську гімназію і вступив на фізико-математичний факультет Петербурзького університету, а вже в 1912-му було надруковано його перше наукове дослідження з астрономії.
Чижевського захоплювали філософські проблеми, під впливом Лосського, Чижевський вирішив присвятити себе філософії та філології.
Після другого курсу, переконавшись, що північний клімат шкодить його слабкому здоров'ю, Дмитро Іванович перевівся до Київського університету на історико-філологічний факультет. У його подальшому інтелектуальному розвитку величезну роль відіграв Василь Зеньковський, професор богослов'я, автор фундаментальної "Історії російської філософії", що спонукала юнака звернути увагу на українську філософську традицію.
Перейнявшись метою відтворити загальну канву української філософії, Чижевський узявся до вивчення творчості не тільки визнаних класиків філософії Г.Сковороди й П. Юркевича, а й великих прозаїків і поетів, насамперед М.Гоголя й Т.Шевченка. Водночас він поглиблено вивчав психологію, поставлену в Київському університеті на високий рівень завдяки професорові Г.Челпанову.
1916 р. за активну пропаганду ідей соціалізму він був арештований. Від суду й покарання його врятувала Лютнева революція 1917 p., яку він, подібно до всіх молодих демократів, сприйняв із захватом.
Вийшовши із в'язниці на початку 1917 p., Чижевський вступив до меншовицької фракції РСДРП і незабаром був обраний секретарем виконкому Київської ради робітничих депутатів. Від фракції меншовиків Дмитра Івановича обрали до Центральної Ради й він увійшов до складу постійно діючого органу Малої Ради. Чижевський близько знайомиться з багатьма українськими політичними діячами, однак від провідних фракцій Центральної Ради — есерів на чолі з М. Грушевським та соціал-демократів, керованих В. Винниченком і С. Петлюрою — тримається на поважній відстані.
22 січня 1918 р. Чижевський, як принциповий прихильник ідей федералізму, не далекий від національно-автономістських устремлінь, проголосував проти прийняття IV Універсалу, в якому проголошувалася повна незалежність Української Народної Республіки. Водночас він виступав проти ратифікації мирного договору, підписаного українською делегацією з Німеччиною і Австро-Угорщиною у Бресті.
За гетьманства П. Скоропадського й під час наступних змін влади Чижевський активної участі в політичному житті України не брав. Своє майбуття він вирішив присвятити науково-філософським дослідженням.
Активну громадську діяльність Дмитро Іванович поєднував із серйозними заняттями філософією, психологією та історією літератури в Київському університеті. Восени 1919 р. він захистив дипломну роботу, присвячену філософським поглядам Ф. Шіллера. Це дослідження одержало високу оцінку, і Чижевський був залишений при кафедрі філософії "для підготовки до професорського звання". Тоді ж він почав читати лекції з філософії. У 1920 р. він був обраний доцентом Вищих жіночих курсів, а згодом і Київського університету.
Однак комуністична влада створювала нестерпні умови для творчого й педагогічного життя. Більше того, Чижевський як колишній член Центральної Ради в 1921 р. опинився вже в радянській, значно страшнішій, порівняно з царською, в'язниці, й тільки щасливий випадок урятував його від смерті. Не бажаючи більше спокушати долю, Дмитро Іванович із дружиною влітку 1921 р. нелегально перебрався до Польщі і вже звідти виїхав у Німеччину. У Гейдельберзькому університеті він слухав лекції К. Ясперса, а у Фрайбурзькому — світил тодішньої німецької філософії Е. Гуссерля, М. Гайдеггера, Г. Ріккерта, Г. Коґена і Р. Кронера.
У 1925 р. Чижевський переїхав до Праги. Тоді у столиці Чехословаччини виник справжній центр українського культурно-наукового життя, провідну роль у якому відігравав авторитетний мистецтвознавець і історик образотворчого мистецтва, у молоді роки відомий учасник українського соціал-демократичного руху Дмитро Антонович, із яким Чижевський був добре знайомий іще в Києві.
У 1924 р. у Празі Чижевський захистив докторську дисертацію, присвячену проблемам сприймання гегелівської філософії в Росії та її впливу на російську культуру. Будучи доцентом, він читав філософські курси в Українському вищому педагогічному інституті, у 1929 р. став професором Празького українського інституту, а в наступному — Українського наукового інституту в Берліні. У ці роки Дмитро Іванович часто виступав із доповідями в українських та російських вищих навчальних закладах і наукових товариствах багатьох країн Центральної та Західної Європи.
У десятиліття, що минуло після Першої світової війни, визначився його домінуючий інтерес до вивчення історії філософської думки в Україні. Цій тематиці присвячена низка його наукових досліджень, серед яких на особливу увагу заслуговують "Філософія на Україні" (1926) і "Нариси з історії філософії на Україні" (1931). У них Чижевський уперше виділив своєрідні риси вітчизняної філософської думки і представив її системний огляд від першовитоків до початку XX ст. У Празі він видав курс лекцій із логіки (1924) та перший том хрестоматії з історії філософії (1926). Діапазон його дослідницьких штересів дуже великий: І. Кант і Ф. Шіллер, Ф. Ніцше і Г. Сковорода, М. Гоголь і Т. Шевченко... Чижевський органічно вписався в європейське філософське життя, став членом Гегелівської спілки й Кантівського товариства, друкувався у видаваному М. Бердяєвим у Парижі релігійно-філософському журналі "Путь", підтримуючи дружні відносини з багатьма філософами-емігрантами, що групувалися навколо цього видання.
Незадовго до приходу до влади нацистів, явно не очікуючи такого повороту подій, Чижевський переїхав до Німеччини для читання лекційних курсів із проблем славістики, філософії та літератури східнослов'янських народів. Наприкінці 30-х років нацистський режим почав переслідувати вченого, й він мав намір залишити країну, однак Друга світова війна, що спалахнула 1 вересня 1939 p., перекреслила ці плани. У серпні 1941 р. Чижевському було заборонено залишати місто Галле без спеціального дозволу гестапо.
Незважаючи на скрутні матеріальні умови та обмеження особистої волі, Дмитро Іванович не припиняв творчої роботи. Серед його праць 30-х — першої половини 40-х років насамперед варто назвати такі: "Філософія Г. С. Сковороди" (1934), "Гегель у Росії" (1939), "Українське літературне бароко" у трьох томах (1941—1944), великі розділи в капітальній праці "Українська культура", виданій 1940 р. за редакцією Д. Антоновича.
У 1945—1949 pp. Чижевський викладав слов'янську філологію в університеті західнонімецького міста Марбурга, відомому своїми філософськими традиціями. Поступово поновлювалися перервані війною зв'язки зі старими друзями, багато хто з яких на той час перебрався до США. Чижевський стає одним із засновників Української вільної академії наук в Аугсбурзі, а також професором Українського вільного університету в Мюнхені. На запрошення Гарвардського університету в 1949 р. Дмитро Іванович переїхав до Америки. Там він опублікував свою фундаментальну "Історію української літератури". 1956 р. Чижевський повернувся до Німеччини й очолив кафедру славістики в Гейдельберзькому університеті, а також заснований при ньому Слов'янський інститут.
18 квітня 1977 р. Дмитро Іванович помер у Гейдельберзі, де й був похований.