В школе Дмитрию нравился спорт, особенно командные игры. После уроков он, как правило, с мальчишками шел на футбольное поле, а зимой любил играть в хоккей. Еще одним увлечением парня была музыка — Дмитрий завоевал популярность среди друзей благодаря игре на гитаре и отличным вокальным данным. Это дало ему возможность возглавить вокально-инструментальный ансамбль «Аргонавты», который собирался во время летних каникул в пионерском лагере «Метеор» в Подмосковье, где Харатьян отдыхал с 3 по 10 классы.
Однако, несмотря на красивые внешние данные, отличный голос и умение держаться на сцене, Дмитрий в то время даже не задумывался об актерской карьере, лишь счастливое стечение обстоятельств определило его дальнейшую судьбу.
Когда он учился в десятом классе, его приятельница по имени Галина, мечтавшая стать актрисой, позвала его на пробы в киностудию вместе с собой. Так получилось, что даже эпизодическая роль ей не досталась, а вот Дмитрия режиссер Владимир Меньшов выбрал среди огромного количества других претендентов на роль Игоря Грушко — романтичного мальчика с гитарой.
Кинолента «Розыгрыш», в которой Харатьян и сыграл свою дебютную роль, моментально сделала 17-летнего парня знаменитостью. Зрители прониклись искренностью и теплом к герою Дмитрия, а песня «Когда уйдем со школьного двора» Александра Флярковского стала хитом. Ему писали письма со всего Советского Союза, молодые девушки признавались актеру в симпатии — вся эта известность едва не стала причиной «звездной болезни». Однако начинающему артисту повезло, он смог вовремя взять себя в руки.
Сам Дмитрий Харатьян много лет спустя признался: «Наверное, от искушения Господь уберег. По всей видимости, мне помогла трезвая оценка собственного места в жизни. Голова, естественно, от успеха кружилась, однако осталась на месте. Искушение успехом, славой, богатством и властью — одно из наиболее серьезных испытаний для каждого человека. Действительно, я проснулся в свои 17 лет знаменитым. И не могу до сих пор понять, как я через это искушение прошел и сумел сохраниться. Просто каким-то чудом… Столько людей буквально ломалось, особенно в таком раннем возрасте, когда человек еще очень слабый…».
Уже после первой роли он решил стать актером. Харатьян практически без труда поступил в Театральное училище имени
В 1982 году Дмитрия Харатьяна пригласил режиссер Марлен Хуциев, предложив сыграть роль Пушкина. Харатьян вспоминает: «Когда мне позвонила помощница Хуциева и предложила эту роль, я сначала даже подумал, что надо мной очень глупо кто-то подшутил. Я тогда спросил у девушки, которая представилась ассистенткой Хуциева: «Вы давно меня видели живьем? У меня вроде бы бакенбарды не растут и даже не вьются волосы». Однако Хуциев потом мне объяснил, что видел меня когда-то в дипломной кинокартине одного молодого режиссера. Я в роли лейтенанта ехал на танке, весь перепачканный, и, по словам Хуциева, я был там похож на Ганнибала, а не на Пушкина. Хуциев, по всей видимости, эту родственную параллель проследил и начал меня пробовать. Но эта картина так и не состоялась. Причиной стали сотрудники худсовета Госкино, которые заявили Хуциеву: «Марлен Мартынович, вы что, с ума сошли! Пушкин — это ведь гений русского народа, а тут подросток какой-то, да еще фамилия у него Харатьян»
В 1987 году Дмитрий пришел на пробы в историко-приключенческую картину «Гардемарины, вперед!» Светланы Дружининой. Было принято решение отдать молодому Харатьяну роль Алексея Корсакова, которая стала одной из наиболее запоминающихся в его карьере. Уже через несколько дней после выхода фильма «Гардемарины, вперед!» на советские экраны главных героев окрестили «русскими мушкетерами», и это, конечно же, не случайно. Головокружительный сюжет, бесстрашные и обаятельные герои, прекрасные песни — все это перекликалось в какой-то степени с популярной картиной о Д’Артаньяне. Харатьян, Шевельков и Жигунов обрели небывалую славу.
Дмитрий вспоминает то время: «После выхода „Гардемарины, вперед!“ началось безумие какое-то. Письма стали приходить пачками, кто-то даже писал, что планирует родить от меня, а кто-то, оказывается, уже родил, кто-то своего сына назвал Димой, а кто-то Алешей (в честь моего персонажа Алексея Корсакова). Одна девушка вообще заявила, что приехала с Украины, чтобы „жениться“ на мне».
После «Гардемаринов» актер Дмитрий Харатьян стал настоящей советской кинозвездой. Зрители ждали с нетерпением выхода каждого фильма, в котором он снялся.
Комедийный талант артиста раскрыл Леонид Гайдай, пригласив Харатьяна на съемки в картине «Частный детектив, или Операция «Кооперация», которая была снята в 1989 году. С тех пор Дмитрий снимался в двух-трех картинах ежегодно, лишь несколько последних лет он появлялся на экранах реже.
Всего же в его фильмографии насчитывается более 80 кинокартин. Наиболее известные из них, кроме вышеперечисленных, «Виват, гардемарины!» (1991), «Гардемарины 3» (1992), «На Дерибасовской хорошая погода, или на Брайтон Бич опять идут дожди» (1992), «Жених из Майами» (1994), «Аврора» (2006).
Его заслуги были признаны и отмечены почетными званиями «Заслуженный артист Российской Федерации» (2000) и «Народный артист Российской Федерации» (2007).