Регалии: Бронзовый призер чемпионата мира (1991) в парном разряде; серебряный призер Кубка мира (1992) в парном разряде; серебряный (2003) и 3-кратный бронзовый (1990, 2005, 2007) призер чемпионатов Европы в парном разряде; многократный чемпион России.
Родился 12 мая 1971 года в Горьком (Россия).
Наибольших успехов добился в парном разряде. В 1991 году в дуэте со старшим братом Андреем Мазуновым стал бронзовым призером проходившего в Японии чемпионата мира.
На Олимпиаде в Барселоне братья дошли до четвертьфинала. Спустя 12 лет в Афинах Дмитрий Мазунов в паре с Алексеем Смирновым сумел пробиться в полуфинал. Здесь россияне уступили теннисистам из Гонконга, а в матче за бронзу - датчанам. Тем не менее это четвертое место стало лучшим олимпийским результатом для мастеров отечественного настольного тенниса.
С 1992 года жил в Германии, где выступал за немецкие клубы, в 2007 году вернулся на родину. Завершил выступления за сборную в 2008 году и в том же году стал главным тренером вновь созданного екатеринбургского клуба «ДЭСП-Горизонт 2012».