Воспитанник луганского футбола начинал карьеру в алчевской Стали, но в 2006 году отправился в Молдову, где подписал контракт с командой Нистру (Атаки), а вскоре принял молдавское гражданство и стал выступать за молодежную сборную этой страны.
В начале 2008 года футболисту, которому по силам закрыть всю правую бровку, поступило предложение от грозненского Терека, завоевавшего на тот момент путевку в Премьер-лигу. Дмитрий провел за сезон 7 матчей в чемпионате, пропустив вторую его половину из-за травмы. После чего клуб, сославшись на невозможность возвращения игрока на футбольное поле, расторг с ним контракт.
Последнее время Долгов поддерживал форму, выступая в чемпионате Луганской области за команду из Антрацита, однако он не терял надежд, что сможет еще быть востребован командой мастеров. Приглашение из стана Канониров пришлось как нельзя кстати.