Д. И. Ерёмин родился 30 августа (12 сентября) 1904 года (по другим данным, 25 августа 1904 года) в с. Чирково (ныне пос. Сура Никольского района Пензенской области). В 1922 году окончил среднюю школу, в 1925 году — отделение литературы и языка факультета общественных наук МГУ. В 1929 году окончил Институт литературы РАНИОН (Российская ассоциация научно-исследовательских институтов общественных наук). В 1926—1927 годах Д. И. Ерёмин был доцентом Краснодарского педагогического института, Воронежского государственного университета и педагогического института, Московского редакционно-издательского и Городского педагогического институтов. В 1937—1940 годах был доцентом и заместителем директора Литературного института имени А. М. Горького. В 1940—1951 годах работал в области советской кинематографии — редактором, начальником сценарного отдела, директором студии. Член коллегии Министерства кинематографии СССР. Член СП СССР с 1935 года. Секретарь Московского отделения СП РСФСР с 1962 года. Известен своими подлыми и злобными нападками на талантливых писателей и поэтов, бывших и ставших гордостью русской литературы.
Д. И. Ерёмин умер в Москве в 1993 году. Похоронен на Ваганьковском кладбище.
Литературной деятельностью занимается с 1927 года. В 1954 году совместно с А. М. Згуриди написал литературный сценарий «Повесть о лесном великане», посвящённый теме преобразования природы.
«Возвращение» (1935), «Кубанский рассвет» (Воронеж, 1935), «Гроза над Римом» (1951) о послевоенной политической борьбе в Италии, «Кремлевский холм» (М., 1955) о Кмевской Руси, «Бежит, бежит река...» (1961), «Таёжные повести», «Золотой пояс», «Перед прыжком», «Соседи», «Солнце над степью» (1948), «Скрытые тьмой» (1932), «Иной период», «Семья» (1959).
«Зелёный дом» (первый рассказ, обнародован в журнале «Прожектор» в июле 1927 года), «Над рекой Камышкой», «Нетерпеливое сердце», «Наш спутник», «Христодулин ген», «Побег в луга», «Тихие люди», «Лада», «В метель», «Рапорт Алту», «Беседа в Кремле», «Фальшивомонетчики», «Поджог» и другие.