Родился в усадьбе Мерёво Лужского уезда Петербургской губернии.
Начал службу в 1786 году капралом 1-го Морского батальона, расположенного в Кронштадте, и в том же году был переведён фуражиром в Морской кадетский корпус.
Произведённый в 1788 году в подпоручики, он на корабле «Изяслав» участвовал в жарком морском сражении близ острова Гогланда. Затем в чине поручика поступил в эскадру вице-адмирала Мусина-Пушкина и находился на корабле «Св. Пётр» в сражении при острове Эланд.
В 1790 году на корабле «Двенадцать апостолов» он участвовал в упорном морском сражении при Красной Горке, решившем судьбу Петербурга. Через месяц после этого знаменитого сражения, находясь на этом же корабле, Лялин участвовал в сражении с неприятелем во время его прорыва из Выборгского залива, где он был заперт Чичаговым.
По заключении мира со шведами в августе 1790 года Лялин снова поступил на береговую службу; с производством в капитаны (1792 год) его перевели в флотские батальоны, через полгода его произвели в майоры и назначили командиром 2-го морского батальона в Кронштадте.
В первые годы своего царствования Павел I издал новый воинский устав и, лично зная Лялина по прежней службе, поручил ему введение этого устава в войсках, расположенных в Кронштадте. Исполнив поручение, Лялин в январе 1797 года перевёлся в Астраханский гренадерский полк, где ему было высочайше повелено осмотреть полевые и гарнизонные полки Московской инспекции и ввести в них порядок службы по новому уставу. За успешное исполнение этого поручения он был награждён орденом Св. Анны 3-го класса на шпагу.
В том же 1798 году Лялин был переведён в новоучреждённый в Москве Мушкетёрский генерал-майора Павлуцкого полк и по случаю неприбытия шефа, формировал его, в семимесячный срок до такой степени знания службы, что полк этот мог равняться со старыми полками Московской инспекции.
В 1799 году он был назначен командиром сформированного им полка, именовавшегося последовательно по фамилиям своих шефов: полком Павлуцкого, графа Ивелича и Рунича. В том же году Лялин был произведён в подполковники, 1800 году - в полковники. С воцарением императора Александра I полк, где служил Лялин, получил наименование Навагинского.
В 1808 году, когда открылись военные действия против шведов, Лялин был послан туда для усиления генерал-адъютанта князя М. П. Долгорукова, стоявшего близ Сердоболя, и принял участие в кровопролитном и для нас неудачном сражении у Иденсальми, где был ранен. Император Александр наградил Лялина за это сражение золотой шпагою с надписью «За храбрость».
В 1809 году полк Лялина был послан в Умео под начальство графа Н. М. Каменского, который назначил его комендантом своей главной квартиры. В этом звании Лялин участвовал в удачном сражении при Севаре, после которого Швеция вынуждена была просить мира.
Надгробный памятник на могиле Дмитрия Васильевича Лялина (кладбище неподалёку от деревни Мерёво Лужского района Ленинградской области)
По заключении Фридрихсгамского мира Лялин был назначен шефом находившегося в Молдавской армии Одесского мушкетёрского полка, но в следующем году получил повеление принять Тенгинский мушкетёрский полк, расположенный в Лифляндии и вошедший в 1-й корпус графа Витгенштейна.
В Отечественную войну 1812 года во время общего отступления 1-й западной армии Тенгинский полк имел жаркое сражение с неприятелем близ Вилькомира. Далее Лялин участвовал в Клястицкой битве, в битве под Свольной, в сражениях под Полоцком (за которое был произведён в генерал-майоры), под Чашниками, под Смольянами (получил орден Св. Владимира 3-й степени), под Борисовым (получил алмазные знаки ордена Св. Анны 2-го класса) и под Лабнау (получил орден Св. Георгия 4-го класса).
В 1813 году Лялин находился при блокаде Данцига, Кюстрина и Шпандау. В Люценском сражении он был ранен и за отличие в этом сражении был награждён орденом Св. Анны 1-й степени. Излечившись от раны Лялин вернулся в армию и сражался с корпусом Витгенштейна под Кенигштейном, под Гестльсдорфе, у Петерсвальда и под Кульмом, где был ранен пулею в лоб.
За его боевые подвиги император Александр объявил ему своё монаршее благоволение, а король Прусский Фридрих Вильгельм III пожаловал орденом Красного орла 2-й степени. По излечении от раны Лялин был назначен (1813 год) в отряд генерал-майора Гельфрейха и находился при блокаде крепости Киля, а затем Страсбурга. В январе того же года он обложил крепость Фальцбург и по взятии её, присоединился к своему корпусу, с которым участвовал в сражениях при Троа, Арсис-сюр-об и Фершампенуазе. 18 марта, накануне вступления императора Александра в Париж, Лялин, начальствуя Тенгинским и Эстляндским полками в авангарде графа П. П. Палена, до рассвета занял селение Роменваль и здесь 4 часа сражался с французами. За это дело император Александр пожаловал ему орден Св. Георгия 3-го класса.
В 1814 году Лялина назначили командиром 1-й бригады 14-й пехотной дивизии Гельфрейха, состоявшей из Тульского и Навагинского полков, но едва он успел вернуться в Россию, как бегство Наполеона с острова Эльба вызвало его опять за пределы отечества.
В июле 1815 года он выступил в поход и доходил с бригадою до Силезии, но вследствие Ватерлооской битвы, окончательно сокрушившей могущество Наполеона, повел её обратно в Россию. После вторичного похода за границу Лялин в 1816 году вышел в отставку и поселился в своём имении - сельце Дмитриевском Псковской губернии, посвящая свободное время сельскому хозяйству и улучшению быта своих крестьян.
Родовое имение Дмитрия Васильевича Лялина располагалось в деревне Мерёво Лужского уезда Петербургской губернии. В советские времена на фундаменте барского дома была выстроена сельская школа. Некоторое время, после закрытия школы, здание находилось в полуразрушенном состоянии, парк пребывал в запустении. На данный период времени в бывшем усадебном доме расположилась база отдыха, известная под названием «Мишкина дача».