Сын уездного врача, Дмитрий Донской с 1898 года неоднократно арестовывался за участие в революционной деятельности, скрывался за границей и возвращался в Россию. После организации партии социалистов-революционеров он становится одним из активных ее членов, участвует в работе Боевой организации эсеров. Донской был одним их соратников Бориса Савинкова. Весной 1907 года он был арестован и выслан в Тобольскую губернию, но по дороге бежал и скрылся за границу.
Активная революционная деятельность мешала Донскому получить высшее образование. Он посещал занятия на медицинских факультетах университетов в Киеве, Вене, Мюнхене, Цюрихе. Лишь после 1907 года, когда Донской надолго оказался за границей, он смог систематически заниматься и в 1911 году получил в Мюнхенском университете диплом доктора медицины.
В 1914 году Донской с женой и сыном решил вернуться в Россию и отбыть положенный срок ссылки. В селе Черном Тобольской губернии он работал врачом в участковой больнице. В конце 1916 года Донской был призван в армию и направлен на Кавказский фронт. Февральская революция 1917 года вернула его к политической деятельности, Донской был избран в Совет солдатских депутатов города Тифлиса, а с 25 мая 1917 года стал председателем президиума краевого Совета солдатских депутатов Кавказкой армии и одновременно комиссаром Кавказского фронта. После Октябрьской революции 1917 года антибольшевистские силы сформировали в Закавказье местное правительство - Закавказской комиссариат - и Донской возглавил в нем военное ведомство.
В ноябре 1917 года Донской был выбран депутатом Учредительного собрания по списку партии эсеров. Он выехал в Петроград, с 26 ноября по 5 декабря 1917 года участвовал в работе Четвертого съезда партии социалистов-революционеров, был избран членом Центрального комитета партии. После разгона Учредительного собрания с января до середины мая 1918 года Донской руководил Военной комиссией партии эсеров. Затем он был направлен на работу в Саратов и до середины августа координировал деятельность эсеров в Поволжье. Позднее Донской переехал в Москву, где становится одним из главных руководителей антибольшевистского эсеровского подполья.
З0 марта 1919 года Донской был опознан и арестован чекистами. В Бутырской тюрьме по договоренности с наркомом здравоохранения Николаем Семашко он занимал должность врача и пользовался довольно либеральным режимом надзора. Но в октябре 1919 года послабления закончились - Донской был помещен в одиночную камеру. По ходатайству Д. Б. Рязанова в январе 1921 года Ф. Э. Дзержинский распорядился отпустить Донского, но уже весной 1921 года он был вновь арестован. На процессе против лидеров партии эсеров, проходившем с 8 июня по 7 августа 1922 года в Колонном зале дома Союзов в Москве, Донской проходил одним из главных обвиняемых и был приговорен к расстрелу. Но исполнение приговора было отложено и поставлено в зависимость от того, будут ли эсеры продолжать террористическую борьбу против Советской власти или нет.
К началу 1924 года в СССР партия социалистов-революционеров практически перестала существовать. Лидерам эсеров смертный приговор был заменен пятью годами тюрьмы, а коллегия ОГПУ постановила выслать Донского в Нарымский край. В нарымское село Парабель Донской прибыл в сентябре 1924 года. Срок ссылки ему постоянно продлевался, и он провел здесь последние двенадцать лет своей жизни. Все эти годы он проработал главным врачом Парабельской районной больницы, проявив себя не только высококлассным специалистом, но и умелым администратором.
Летом 1936 года в стране начинает раскручиваться маховик массовых репрессий. Чекисты принялись фабриковать дело об "эсеровско-монархической повстанческо-террористической контрреволюционной организации". Хорошо понимая, чем это грозит для него, Донской решает не допустить своего ареста и 24 сентября ввел себе в подъязычную железу смертельную дозу морфия.