Священномученик Димитрий родился 10 октября 1883 года в Вышнем Волочке Тверской губернии, в семье священника Михаила Беневоленского. Он учился в Тверской, а затем в Санкт-Петербургской духовной семинарии, окончил её в 1909 году и стал учителем при Николо-Столпенском монастыре.

В 1911 году в селе Островно умер священник, и приход остался без пастыря; Дмитрию Михайловичу предложили принять сан. В том же году он обвенчался с Анной, дочерью инженера-путейца Ивана Тихомандрицкого, а 21 ноября был рукоположен во священника к Дмитриевской церкви села Островно. Служению он отдавал все силы: понимая, как много значит для храма хор, тщательно подбирал певчих и наладил прекрасное церковное пение, а на новый колокол для небогатого прихода отдал собственное столовое серебро. В 1919 году его перевели в Троицкий храм села Паношина; сюда приехал и его отец, священник Михаил, который здесь скончался и был похоронен в Удомле.

В этих местах исстари ходили по сёлам с иконой святителя Николая, которую приносили монахи Николо-Теребенского монастыря; в Паношино крестный ход приходил 28 октября. В 1928 году стало известно, что монахи, ожидая закрытия обители, не пойдут. Церковный совет предложил не нарушать давнего обычая и пройти со своей чтимой иконой святителя Николая, хранившейся в Троицком храме. Отец Димитрий благословил и пожертвовал для иконы киот. Крестный ход прошёл с таким подъёмом, что от прежнего огорчения не осталось и следа.

В январе 1929 года центральная власть решила усилить гонения, и в местной газете появилась статья о «поповских проделках». Священника и старосту Александра Щеголева арестовали и заключили в тверскую тюрьму. Обвинение звучало нелепо: торжественное богослужение «для возбуждения суеверия» и извлечения выгоды. Прихожане собрали сход и постановили ходатайствовать об освобождении обоих, поручившись за них: инициатива хода принадлежала церковному совету и самим верующим, а платы священник не взял ни с кого. На допросе отец Димитрий подтвердил, что служил бесплатно, а слова проповеди про волков объяснил: он говорил о сектантах, ходивших по селениям. Суд всё же признал их виновными — священника оштрафовали, старосту приговорили к шести месяцам заключения; кассационная жалоба ничего не изменила. Сыновей священника исключили из школы как детей лишенцев, и родители отправили их к родственникам в Саратов.

В начале 1930 года правление колхоза постановило начать кампанию по закрытию храма и снять колокола — деньги нужны были на трактор. На Рождество активисты пришли в храм посреди богослужения и кричали, что служить не дадут; прихожане ответили, что церковь их, а батюшке сказали служить дальше. Разрешения на закрытие у пришедших не оказалось, и им пришлось уйти. Через два дня к пяти часам вечера в село пришло около двухсот человек, в основном женщины, и потребовали общего собрания; в клубе села Удомля они прямо заявили властям, что обсуждать закрытие церкви не станут и закрывать её не дадут.

5 февраля 1930 года отца Димитрия арестовали вместе со старостой Иваном Колокольцевым и священником соседнего села Павлом Богоявленским. Никто из них вины не признал. 25 апреля тройка ОГПУ отправила священника Димитрия Беневоленского и Ивана Колокольцева на три года в Северный край.

Вернувшись из ссылки в 1933 году, он получил от святого архиепископа Фаддея назначение в храм села Синево-Дуброво Сонковского района. Летом 1937 года поднялась новая волна гонений, и 12 ноября священника арестовали. Всё следствие уложилось в один день: «дежурные свидетели» — председатель и счетовод колхоза — подписали заготовленные показания, а отец Димитрий все обвинения отверг. 25 ноября тройка постановила расстрелять его. Протоиерея Димитрия Беневоленского расстреляли 27 ноября 1937 года и похоронили в братской могиле; место захоронения власти скрыли, и оно до сих пор неизвестно. Память о его служении сохраняется среди прихожан доныне.

Священномучеников принято писать в облачении и с крестом в руке; узнают образ по надписанию имени. Молятся ему о сохранении храма и прихода, о единодушии среди верующих и о крепости веры под давлением.