Дмитро Голуб народився 22 жовтня 1980 року в селі Стадня Львівської області.
У селі Андріївка закінчив місцеву школу.
У 1996 році Дмитро вступив до ВПУ №75 у селі Червоне (зараз – Галицький професійний агротехнічний коледж), здобувши фах тракториста-машиніста та слюсаря-ремонтника.
У дитинстві він переніс тяжке захворювання нирок, через що був офіційно визнаний непридатним до військової служби.
19 лютого 2024 року він пішов до лав Збройних Сил України як доброволець.
Свою службу Дмитро розпочав із базової підготовки у військовій частині А3211. З травня 2024 року проходив службу у 93-му окремому протитанковому батальйоні військової частини А5021 на Запорізькому напрямку, згодом став командиром 2 відділення 1 взводу протитанковий ракетних комплексів.
У вересні 2024 року під час виконання завдання на Донеччині (напрямок Володине — Старомайорське — Макарівка) Дмитро отримав мінно-вибухову травму та осколкове поранення. Після госпіталізації та тривалого лікування він повернувся на фронт.
З початку 2026 року продовжував службу на посаді оператора-фотограмметриста, забезпечуючи підрозділ важливими даними для боротьби з ворогом.
Дмитро загинув 27 лютого 2026 року біля населеного пункту Новоолександрівка Дніпропетровської області.