Biografia È allenata da Ol'ga Buyanova, che ha allenato ginnaste come Oksana Kostina e Natal'ja Lipkovskaja.
Nel 2009 Dar'ja hanno fatto irruzione nella scena internazionale gareggiando nelle competizioni importanti come Corbeil-Essonnes. .
Nel 2010 Dar'ja era ancora parte della squadra nazionale russa e nel 2010 nei Campionati del Mondo a Mosca ha aiutato la sua squadra a vincere la medaglia d'oro nella gara a squadre e si è qualificata nelle finali per la palla e il nastro. In finale con la palla ha segnato un punteggio di 28,650 per poi vincere la medaglia d'argento essendo stata superata di 0,050 punti dalla compagna di squadra Evgenija Kanaeva, e ha poi segnato al nastro un punteggio di 28,825 vincendo la medaglia d'oro.
Dar'ja Dmitrieva ha vinto la Coppa del Mondo di Tashkent nell'all-around, ha poi partecipato alle Universiadi 2011 in estate e ha vinto la medaglia argento nell'all-around e la medaglia d'oro battendo nella finale col nastro la compagna di squadra, campionessa olimpica, Evgenija Kanaeva.
Nel 2012, ha gareggiato in Coppa del Mondo a Kiev e ha vinto l'oro nell'all-around, nel cerchio e con il nastro piazzandosi davanti all'ucraina Alina Maksymenko. Un infortunio al piede la costrinse a ritirarsi dalla serie World Cup a Tashkent e dalla selezione per un posto al campionato europeo. Sempre nel 2012 ha partecipato alle Olimpiadi di Londra classificandosi seconda e vincendo quindi la medaglia d'argento alla finale individuale all-around, superata dalla Kanaeva e seguita dalla bielorussa Ljuboŭ Čarkašyna.
Palmarès Olimpiadi 1 medaglia: 1 argento (concorso individuale a ).
Mondiali 5 medaglie: 4 ori (; nastro, gara a squadre a Mosca 2010; gara a squadre a Montpellier 2011). 1 argento (palla a Mosca 2010).
Europei 3 medaglie: 2 ori (gara a squadre a Minsk 2011). 1 bronzo (palla a Minsk 2011).
Europei juniores
Onorificenze
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