Дмитрий Михайлович Карбышев родился 14 (26) октября 1880 года в городе Омске Омского Округа Акмолинской области Западно-Сибирского генерал-губернаторства Российской империи в семье выпускника Сибирского кадетского корпуса, ветерана Крымской войны, военного чиновника Михаила Ильича Карбышева (1829—1892) и дочери коллежского советника из богатых омских купцов второй гильдии Лузгиных Александры Ефимовны Лузгиной.
В ходе Русско-японской войны в составе батальона укреплял позиции, устанавливал средства связи, наводил мосты, вёл разведку боем. Совершил подвиг в сражении под Мукденом. Но первая боевая награда офицера Карбышева — орден Святого Владимира IV степени с мечами и бантами — был вручён за Бой у Вафангоу. Командуя кабельным отделением 4 телеграфной роты 1 Восточно-Сибирского сапёрного батальона (передача сигналов с помощью гелиографических установок), он вывел из окружения 60 военнослужащих с техникой и оружием. Войну закончил c 5 боевыми орденами и 3 медалями в чине поручика.
В декабре 1917 года в Могилёв-Подольском подполковник Д. М. Карбышев вступил в Красную гвардию. С 1918 года в Красной Армии. Участник Гражданской войны.
Участник советско-финской войны 1939—1940 годов. В составе группы заместителя начальника Главного военно-инженерного управления по оборонительному строительству вырабатывал рекомендации войскам по инженерному обеспечению прорыва линии Маннергейма.
В начале июня 1941 года Д. М. Карбышев был командирован в Западный Особый военный округ, где инспектировал ход строительства фортификационных сооружений 68‑го Гродненского укрепленного района. Уезжая из Москвы, он говорил, что рассчитывал на скорую победу над врагом.
Великая Отечественная война застала его в штабе 3-й армии в Гродно. Через 2 дня он перешёл в штаб 10-й армии. 27 июня штаб армии оказался в окружении.
В июне 1942 года начальник штаба инженерных войск Красной Армии докладывал в Главное управление формирования и укомплектования Красной Армии, что Д. М. Карбышев «в середине июля 1941 года, одетый в гражданское платье, за неделю до выхода отряда Голубева (командующий 10-й армией) из окружения, ушёл из отряда в направлении на Смоленск».
8 августа 1941 года при попытке выйти из окружения генерал Карбышев был тяжело контужен в бою у реки Днепр возле деревни Добрейка Могилёвской области Белорусской ССР. В бессознательном состоянии был захвачен в плен.
В ночь на 18 февраля 1945 года в концлагере Маутхаузен, в числе около пятисот других заключённых, был после зверских пыток облит водой на морозе (температура воздуха около −12 °C) и убит Тело Д. М. Карбышева было сожжено в печах Маутхаузена.
"Как только мы вступили на территорию лагеря, немцы загнали нас в душевую, велели раздеться и пустили на нас сверху струи ледяной воды. Это продолжалось долго. Все посинели. Многие падали на пол и тут же умирали: сердце не выдерживало. Потом нам велели надеть только нижнее бельё и деревянные колодки на ноги и выгнали во двор. Генерал Карбышев стоял в группе русских товарищей недалеко от меня. Мы понимали, что доживаем последние часы. Через пару минут гестаповцы, стоявшие за нашими спинами с пожарными брандспойтами в руках, стали поливать нас потоками холодной воды. Кто пытался уклониться от струи, тех били дубинками по голове. Сотни людей падали замёрзшие или с размозжёнными черепами. Я видел, как упал и генерал Карбышев. В ту трагическую ночь в живых осталось человек семьдесят. Почему нас не прикончили, не представляю. Должно быть, устали и отложили до утра. Оказалось, что к лагерю вплотную подходили союзные войска. Немцы в панике бежали… Я прошу вас записать мои показания и переслать их в Россию. Я считаю своим священным долгом беспристрастно засвидетельствовать все, что я знаю о генерале Карбышеве. Я выполню этим свой маленький долг перед памятью большого человека", - такими словами 13 февраля 1946 года закончил свой рассказ представителю советской миссии по репатриации в Великобритании умиравший от последствий этой экзекуции в госпитале под Лондоном франко-канадский офицер.