Дмитрий Сычев родился в Омске 26 октября 1983 года в семье легкоатлетки и футболиста. Он тренировался в школе омского «Динамо», после девятого класса попал в петербургскую футбольную академию «Смена», откуда получил вызов в юниорскую сборную страны. Позже попал в тамбовский «Спартак», в декабре 2001 года перешел в московский «Спартак», где играл до 2004 года, затем попал в марсельский «Олимпик», а в 2004-2015 годах выступал за московский