Мученик Димитрий родился 21 октября 1894 года в селе Ново-Рождественское Бронницкого уезда Московской губернии, в семье псаломщика Иоанна Ильинского, служившего в местном храме Иоанна Предтечи. Дмитрий окончил сельскую школу и два класса духовного училища, а в 1914 году, после смерти отца, занял его место псаломщика в родном храме. Прихожане его уважали за добрую жизнь.

Когда начались гонения, его стали предупреждать, что арест не за горами. Один из таких «доброжелателей» пообещал избавить его от тюрьмы за деньги. Дмитрий Иванович рассудил, что ареста всё равно не миновать, деньги пропадут, а семья останется без средств, — и не дал ничего. Предлагали ему и другое: уйти из храма и устроиться работать в сельсовет. От этого он тоже отказался, не желая покупать себе жизнь предательством Церкви.

В 1936 году власти решили снести храм Иоанна Предтечи вместе с кладбищем, чтобы освободить площадку под строительство. Настоятель со старостой ездили в Москву в Патриархию, где им посоветовали не начинать хлопот, а видя их решимость — подать ходатайство во ВЦИК. Ходатайство отправили, и до мая 1937 года храм не трогали. 11 мая верующим объявили, что ВЦИК отказал. С этого дня перед церковью каждый день собирались женщины, а 15 мая приехали представители власти и потребовали ключи; ключей им не отдали, и замки взломали.

4 сентября 1937 года арестовали священников, старосту, псаломщика Дмитрия Ильинского и одну из активных прихожанок и заключили в Таганскую тюрьму. Храм закрыли: колокола сбросили, мраморное распятие разбили, иконы и книги сожгли, кладбищенскую ограду и памятники уничтожили, а на месте церкви поставили парашютную вышку.

На допросах следователь требовал «конкретизировать» контрреволюционную деятельность и настаивал, что псаломщик передавал указания настоятеля. Дмитрий Иванович отвечал коротко и ровно: никакой такой деятельности он не вёл, указаний не получал, кто устроил шум у храма 15 мая — не знает, и добавил, что говорит следствию правду.

17 октября 1937 года тройка НКВД приговорила его к десяти годам лагеря. Дмитрий Иванович Ильинский умер в заключении 17 февраля 1938 года; где его похоронили, осталось неизвестным.