Дмитрий Сологуб родился 8 июня 1978. В 2000 году окончил Белорусский государственный университет по специальности "Экономическая теория", получив квалификацию экономиста, преподавателя экономики, а в 2002 году - магистерскую программу по экономике (EERC) Национального университета "Киево-Могилянская академия", получив квалификацию магистра экономики.
Свободно владеет английским языком, является автором ряда исследований по экономической тематике. В 2013 году получил диплом Сертифицированного финансового аналитика (CFA).
В 2001 - 2002 годах во время учебы Дмитрий Сологуб работал ассистентом по исследованиям магистерской программы по экономике (EERC) Национального университета "Киево-Могилянская академия".
С 2002 по 2004 год - научный сотрудник Института экономических исследований и политических консультаций (сначала в отделе государственных финансов, а позже - в отделе макроэкономического анализа). В 2004 - 2007 годах был экономистом-исследователем в представительстве Международного валютного фонда в Украине.
С 2007 года и до назначения в Национальный банк Украины занимал должность начальника отдела анализа и исследований АО "Райффайзен Банк Аваль".
С 17 марта 2015 года - и. о. заместителя Председателя Национального банка Украины, член Правления Национального банка Украины.