Родился в дворянской семье, один из немногих церковных иерархов великорусского происхождения в царствование Елизаветы Петровны. Обучался в Славяно-греко-латинской академии (?—1730). 17 марта 1731 г. пострижен в мантию с именем Димитрия и 24 ноября того же года рукоположен во иеромонаха. После окончания курса 24 ноября 1735 г. был назначен учителем в академию, с 29 сентября 1738 принял на себя обязанности академического проповедника.
Уже 4 декабря 1738 г. Димитрий был назначен настоятелем Свияжского Успенского монастыря (Казанская епархия), а также управляющим делами новокрещенных Казанской епархии. 11 сентября 1740 г. возведен в сан архимандрита и назначен управляющим делами новокрещенных Казанской, Нижегородской, Астраханской и Воронежской губерний. 14 сентября 1742 г. хиротонисан во епископа Нижегородского.
9 августа 1748 г. по болезни уволен на покой в Раифский Богородицкий монастырь, но уже 24 февраля 1752 г. вызван в Санкт-Петербург для присутствия в Священном Синоде, 21 июня 1752 г. он становится епископом Рязанским и Муромским, 22 октября 1757 г. возведен в сан архиепископа и назначен на Новгородскую и Великолуцкую кафедру. 22 сентября 1762 г. именно Димитрий Сеченов совершил обряд коронации Екатерины II; 8 октября того же года возведен в сан митрополита. В ноябре 1762 г. назначен членом духовной комиссии о церковных имениях и о составлении духовных штатов. 30 июня 1767 г. назначен депутатом от Священного Синода и всего русского духовенства в Уложенную комиссию. Скончался от апоплексического удара 14 декабря 1767 г. Погребен в новгородском Софийском соборе.
Деятельность Димитрия Сеченова в качестве распространителя православия оценивается неоднозначно, ср.:
На долю Димитрия выпал жребий служения великому и трудному делу обращения в Православие инородцев: татар, чуваш, черемис, мордвы и вотяков. Дело это он исполнял в продолжении 10 лет честно, с мужественным самоотвержением и с большим успехом. При назначении его епископом Нижегородским и Алатырским ему снова было поручено трудиться над просвещением инородцев. Продолжая миссионерскую деятельность в сане епископа, преосвященный Димитрий строил церкви, открывал школы, крестил более 5000 инородцев и добился для них различных льгот. Однажды при обозрении епархии еп. Димитрий подвергся нападению мордвы и едва живым спасся в церкви ближайшего села.
— Информация с сайта «Русское православие»
Татары и башкиры жаловались, что Сеченов силой принуждал их креститься, погружая в купель связанными, держал многих в тюрьме под караулом в кандалах и колодках и подвергал мучительным побоям. Действуя на основании указа Синода от 14 февраля 1743 г., Сеченов сжигал мусульманские кладбища и молельни, разорял крестьянские дома, рубил в них окна и двери, выламывал печи. В результате крестьяне пришли «в конечное разорение»… Действуя огнем и мечом, Сеченов за один год сумел обратить в православие свыше 17 тысяч татар. Его перевели в Нижний Новгород, и здесь за четыре года он заставил принять православие более 30 тысяч человек.
- Грекулов Е. Ф. Православная инквизиция в России. М., 1964
Более однозначно оценивается его просветительская работа: в частности, он способствовал созданию семинарий и духовных училищ, заботился о расширении их учебных программ (например, ввел в Рязанской семинарии преподавание греческого языка и философии, в Новгородской — немецкого языка и географии). При его управлении в епархиях шло активное строительство церквей.
В качестве члена Священного Синода Димитрий всецело поддержал секуляризацию церковных земель, начатую Екатериной II, а также выступил как судья по делу Арсения Мацеевича.
Димитрий рано проявил себя как талантливый и активный проповедник, однако сохранилось крайне мало его произведений. Филарет (Гумилевский) сообщал о 2 рукописных сборниках его «слов», которые собиралась издать Екатерина II. При жизни издано было всего 2 его проповеди 1742 г., а также поздравление с новым годом Екатерине II — «Речь благодарственная» 1763 г. В начале XIX в. в журнале «Отечественные записки» были опубликованы 3 его небольшие приветственные речи Петру III.
Наряду с Сильвестром Кулябкой Димитрий Сеченов считается одним из возможных адресатов «Гимна бороде» М. В. Ломоносова (1757), а также одним из возможных авторов ответного стихотворения «Передетая борода или имн пьяной голове», подписанного «Христофор Зубницкий» (см. комментарии к ПСС М. В. Ломоносова).
Пример приветственной речи Петру III:
Что речемъ, сынове россiйстiи? Благодаряще благодаримъ Вышняго, влад?ющаго царствомъ о благополучiи нашего; ему же восхоте дарова, вознесе избраннаго отъ людей своихъ. Но что тебе, дражайшiй государь, въ сiй день благополучiя и прославленiя божескiя принесемъ? Отроковица иногда, услышавши гласъ тезоименитаго твоего Петра, не отверзетъ отъ радости дверей. Мы, вид?вше и св?тлое лицо твое и слышавши твой гласъ, не можемъ от радости отверсти устенъ, но отверзаемъ пламенемъ любве и въ в?рности горящая сердца; твоя отъ твоихъ приносимъ; воспрiими прародительскiй престолъ твой, еще въ 1742 году теб? въ насл?дiе врученный и присягою утвержденный, во странахъ Европы и Азiи пропов?данный. Усп?вай и царствуй, прiими государство твое въ кр?пкое защищенiе. Защити матерь свою христову церковь, въ ней же духомъ святымъ рожденъ еси; заступи обидимыя, устраши злыхъ, возлюби добрыхъ, управляй своима очима и рукама великое сiе служенiе.
- Речь преосвященного Димитрия архиепископа новгородского, к Его Императорскому Величеству, поздравительная о восшествии на всероссийский престол //Отечественные записки. 1839. № 6. Раздел «Смесь». С.2-3.
Проповеди и речи