Родился в Варшаве. Окончил математический факультет МГУ в 1938 году.
В 1939 - фотокорреспондент газеты «Известия». В начале Великой Отечественной войны - военный корреспондент газеты «Известия», позднее — армейской газеты «На разгром врага». Снимал на разных фронтах. Перенес два тяжелых ранения. Снимки «Горе», «Атака» вошли в число самых значимых фотографий военных лет.
С 1954 года работал в журнале «Огонек», член редколлегии этого журнала. Награжден орденами Красной Звезды и Отечественной войны II степени, медалями. Заслуженный работник культуры РСФСР.
Работы Дмитрия Николаевича Бальтерманца представлены из фонда Музея Российской Фотографии (г. Коломна).
