Российский актёр театра и кино. Дмитрий родился 10 апреля 1971 года в посёлке Солонечный, Читинская область. В 1989 году Павленко поступил в ВТУ имени Щепкина на курс к В. А. Сафронову. Во время учёбы снимался в клипах, в эпизодах в кино, был ведущим передачи «Детский час». В 1993 году окончил актёрский курс, сыграв во всех дипломных спектаклях курса. В 1993 году Исаак Фридберг пригласил Дмитрия на главную роль в один из первых российских сериальных проектов «Азбука любви». С 1993 года Павленко является актёром Московского театра имени М. Н. Ермоловой