Академик АН СССР (1929), ВАСХНИЛ (1935) и Французской академии наук, Герой Социалистического труда, основатель и директор Научного института по удобрениям (с 1948 года ВНИИ удобрений и агропочвоведения им. Д. Н. Прянишникова), член Госплана СССР и Комитета по химизации народного хозяйства.
Родился 9 ноября (25 октября по старому стилю) 1865 года в торговой слободе Кяхта Забайкальской области (ныне город в Республике Бурятии в составе Российской Федерации). Русский.
Окончил Иркутскую гимназию. Затем — естественное отделение физико-математического факультета Московского университета (1887) и Петровскую земледельческую и лесную академию (1889; ныне — Московская сельскохозяйственная академия им. К. А. Тимирязева). Ученик и преемник Тимирязева. С 1895 года и до конца жизни — заведующий кафедрой агрохимии Московской сельскохозяйственной академии. Приват-доцент Московского университета (1891—1917). Доктор наук (1910).
Разработал научные основы фосфоритования почв. Им дана физиологическая характеристика отечественных калийных солей, апробированы различные виды азотных и фосфорных удобрений в основных земледельческих районах СССР. Работал над вопросами известкования кислых почв, гипсования солонцов, применения органических удобрений. Усовершенствовал методы изучения питания растений, анализа растений и почв, вегетационного опыта.
Жил и работал в Москве.
Умер 30 апреля 1948 года от воспаления легких. Похоронен на Ваганьковском кладбище Москвы.
Памятник Д. Н. Прянишникову в Москве, перед МСХА им. К. А. Тимирязева
Прянишников Д. Н. на марке Почты СССР