Академик АН УССР (1929), член Московского археологического общества, один из самых значительных исследователей истории Запорожского казачества.
Окончил Харьковский университет (1881), преподавал в Московском, Петербургском и Екатеринославском (Днепропетровском) университетах; в последнем создал кафедру украиноведения.
В 1902—1932 годах был директором краеведческого музея в Екатеринославе (ныне Днепропетровский национальный исторический музей им. академика Д. И. Яворницкого). В 1929 году был избран академиком Академии наук УССР.
Был дважды женат. Первый раз — на учительнице музыки Варваре Петровне Кокиной, с которой познакомился в Харькове (развелись в 1884 году). А второй (с 1918 года) — на молодой учительнице Серафиме Дмитриевне Бураковой.
В мае 1940 года Яворницкий был арестован по подозрению в изготовлении и хранении литературы буржуазно-националистического содержания, а за неделю до смерти выпущен на свободу. В тюрьме академик заболел воспалением легких и вскоре умер.
Работы Яворницкого носят бытоописательный характер. Он одним из первых обратился к изучению истории запорожского казачества («История запорожских казаков», т. 1-3, 1892-97), издал большое количество документов. Собрал обширный фольклорный материал (сб. «Малороссийские народные песни, собранные в 1878—1905 гг.», 1906). Яворницкий писал также повести («Наша доля — божья воля», 1901; «За чужой грех», 1907; «В бурсу! В бурсу! В бурсу!», 1908, и др.), сатирические рассказы, стихи.
Памятник Яворницкому около Исторического музея в Днепропетровске
Портрет Д. И. Яворницкого на картине И. Е. Репина «Запорожцы пишут письмо турецкому султану» (в облике писаря), основная версия, 1891 год, (молодой Яворницкий)
Почтовая марка Украины
Почтовый конверт Украины