Сергеев выступает на позиции защитника, но может сыграть и в центре поля. Новичок «Кайрата» родился 3 апреля 2000 года и прошел обучение в «Газпром»-Академии.
Он дебютировал в официальном матче за молодежный состав «Зенита» в 2017 году, а в 2018-м сыграл в своей первой встрече в ФНЛ за «Зенит»-2. 21 мая 2021 года полузащитник дебютировал за основу «сине-бело-голубых» в РПЛ в матче 30-го тура против «Нижнего Новгорода».
В прошлом сезоне-2021/22 Дмитрий играл за «Балтику», находясь в команде на правах аренды, и провел восемь матчей в ФНЛ. В текущем сезоне-2022/23 второй лиги он уже сыграл 17 матчей за «Зенит»-2 и забил один гол.
По данным Transfermarkt, стоимость Сергеева оценивается в 175 тысяч евро.
