Дмитрий Мазуров родился 13 апреля 1981 года в Новосибирске. Стремление к актерскому делу проявилось у Дмитрия еще в раннем детстве. В школьные годы он поступил в «Студию пластики», созданную при Новосибирском Молодежном Академическом театре «Глобус», которой на тот момент руководил Георгий Вячеславович Ерасек. В рамках обучения Мазуров активнейшим образом принимал участие в детских постановках. В 1998 году после окончания школы он подал документы в Новосибирское театральное училище. Вступительные экзамены прошли успешно, и молодой человек попал на курс Заслуженных артистов Александра Кузнецова и Тамары Кочержинской. На протяжении всего студенческого периода Мазуров продолжал играть в театре «Глобус». К 2002 году он успел выйти на сцену в таких дипломных спектаклях, как «Два Веронца» по комедии Уильяма Шекспира (роль Валентина), «На дне» по одноименной драме Максима Горького (роль Клеща), «Лестничная клетка» по пьесе Людмилы Петрушевской, а также «Супруга» по произведению Чехова (роль Николая Евграфыча).

Мазуров решил продолжить обучение актерскому мастерству в столице и, переехав в Москву, поступил сразу на третий курс во Всероссийский университет кинематографии имени С. А. Герасимова. Начинающий актер был зачислен в мастерскую Виталия Мефодьевича Соломина и Александра Сергеевича Ленькова, а уже через два года получил второй диплом о высшем образовании. Экзаменационными работами Дмитрия на сей раз стали главная роль в постановке Мольера «Тартюф, или Обманщик» и роль Пертти Ораса в комедии финского драматурга Энсио Рислакки «Безобразная Эльза». Кинематографический дебют Мазурова состоялся в эпизоде отечественной исторической теленовеллы Петра Штейна «Бедная Настя» с Еленой Кориковой и Даниилом Страховым в главных ролях. Затем актер предстал Гошей Рохлиным в одном эпизоде детективного сериала «Опера-1. Хроники убойного отдела» (эпизод «Кто хочет стать миллионером»). В 2005 году Дмитрий снимался в продолжении комедийного проекта Вячеслава Муругова «Солдаты-4», где сыграл контрактника Серегу. Одновременно он работал над сериалом Дмитрия Кузьмина, Светланы Лопатухиной и Бориса Казакова «РублевкаLive».

В 2005 году фильмография Мазурова пополнилась двумя новыми телепроектами – «Обреченная стать звездой» и «Охота на изюбря». Спустя пару лет на экраны вышел фильм Олега Ряскова «Слуга государев» с Дмитрием Миллером и Валерием Маликовым в главных ролях, а сам Дмитрий появился в образе слуги. Через год он принял участие в работе над комедией Вартана Акопяна «Платон». Одновременно актер снимался в популярном ситкоме о студенческой жизни «Универ» режиссера Петра Точилина. В 2009 году Дмитрий предстал в образе солдата НКВД в фильме Никиты Михалкова «Утомленные солнцем 2». Съемки в сериалах продолжились с выходом на экраны успешного проекта Вячеслава Муругова «Папины дочки». В 2011 году Мазуров исполнил одну из ключевых ролей в телесериале Илья Куликова «Пятницкий», а также в его продолжении «Карпов» (2012).