Дмитрий Онищенко окончил Московскую государственную консерваторию имени П.И. Чайковского и аспирантуру (классы профессора Л. Наумова и доцента А. Диева), Львовскую государственную академию имени Н. Лысенко (классы доцента Н. Грамотеевой и доцента И. Немира) и Высшую школу музыки в Ганновере (класс профессора А. Варди). С 2003 по 2004 год был студентом Королевского северного колледжа музыки в Манчестере (классы профессора Н. Фишер и А. Мельникова). С 2005 по 2008 год стажировался в Львовской национальной академии имени Н. Лысенко (класс профессора М. Крих), где с 2009 года является старшим преподавателем.
Дмитрий принимал участие в мастер-классах таких музыкантов, как Мишель Берофф, Вальтер Бланкенхайм, Нельсон Горнер, Дина Йоффе, Владимир Крайнев, Хироко Накамура, Пётр Палечный, Пьеро Ратталино, Вадим Руденко, Наум Штаркман, Стивен Хофф.
Пианист – лауреат многих международных конкурсов: «Вианна да Мотта» (2007, Лиссабон, II премия); «Три века классического романса» (2006, Санкт-Петербург, приз лучшего пианиста), в Хамамацу (2005, Япония, II премия), молодых пианистов в Энсхеде (2004, Нидерланды, I премия), имени П.И. Чайковского в Москве (2002 , V премия), памяти Владимира Горовица (2001, Киев, I премия), Владимира Крайнева (2000, Харьков, I премия).
Дмитрий также является обладателем стипендий: Catherine Little Scolarship (Манчестер, Великобритания), имени Э. Гилельса Фонда Мстислава Ростроповича, Фонда Владимира Крайнева и Президента Украины.
Дмитрий Онищенко выступает в концертных залах многих стран мира, среди которых Большой зал Московской консерватории, Оружейная палата Московского Кремля, Малый зал Санкт-Петербургской филармонии, Concertgebouw (Амстердам), зал имени А. Корто (Париж), Театр оперы и балета в Усти-над-Лабем (Чехия), Minatomirai hall в Йокогаме (Япония), Steinway hall в Нью-Йорке.