Дмитрий Федотов начинал играть в волейбол в Обнинске. Выступал на позиции связующего. Когда ему исполнилось 16 лет, вошел в состав молодежной сборной России, став ее капитаном. Бронзовый медалист первенства мира и победитель первенства Европы. Играл за команды российской Суперлиги. С 2009 года – старший тренер ВК «Обнинск». С 2021 года – главный тренер пляжной команды ВК «Локомотив».

Под руководством Дмитрия Федотова российские пляжницы Мария Бочарова и Мария Воронина неоднократно становились призерами европейских и мировых первенств, выиграли чемпионат России. Тренировал одну из сильнейших пляжниц России Светлану Холомину. Являлся тренером молодежной сборной России по пляжному волейболу. В декабре 2021 года назначен главным тренером женской сборной России по пляжному волейболу.