Родился в Санкт-Петербурге.

В 1928 году окончил Ленинградский институт гражданских инженеров.

С 1931 по 1934 годы работал в Таджикистане. По его проекту в 1939 году было построено здание Душанбинского педагогического института. В 1935-1937 гг. Д. И. Билибин (совместно с архитекторами А.А.Юнгером и В.Д.Голли) работал в мастерской №7 "Ленпроекта" над проектом Театра оперы и балета в Сталинабаде, в 1937-1942 гг. осуществлял авторский надзор над его строительством.

В 1944-1950 гг. - начальник управления по делам архитектуры при Совете министров Таджикской ССР.

Участвовал в строительстве и проектировании предприятия атомной промышленности СССР на севере Таджикистана.