Родился 22 февраля 1939 года в с. Новопавловка Межевского района Днепропетровской области. Родители: отец - Мысык Демьян Федорович, рабочий; мать - Мысык Прасковья Ивановна, колхозница. Учился в Новопавловской средней школе, которую закончил в 1957 году с серебряной медалью. В том же году поступил в Днепропетровский химико-технологический институт (сейчас Украинский государственный химико-технологический университет) на специальность "Технология основного органического синтеза и синтетического каучука", который с отличием закончил в 1962 г. Во время учебы глубоко занимался научно-исследовательской работой, в результате чего получил приглашение в аспирантуру по специальности "Органическая химия" в 1962 г., которую закончил в 1966 г.

С 1966 г. работает в Донецком политехническом институте (сейчас Донецкий национальный технический университет, ДонНТУ). В 1967 г. защитил кандидатскую диссертацию на тему "Хлорметилирование и формилирование N-метиларен сульфонил-ариламидов". С 1978 по 1980 гг. - заведующий кафедрой "Аналитическая и Органическая химия" Донецкого политехнического института. Широко известен среди химиков-органиков Украины, России, дальнего и ближнего зарубежья. Приглашен к опубликованию в международном издании "Кто есть кто в органической химии".

Направления исследований - синтез и исследование комплексов электроноакцепторов флуоренового ряда и соединений с внутримолекулярным переносом заряда. Область приложения данных соединений: голографические материалы, органические полупроводники, электрофотографические материалы. Кроме того, среди научных интересов можно назвать также синтез физиологически-активных соединений на основе карбазола, флуорена, анилидов сульфокислот. Является автором более 120 публикаций, 29 авторских свидетельств.

На протяжении всей работы руководил научно-исследовательской работой студентов, чьи работы получали награды на различных конкурсах студенческих работ. Работа Перепички И. Ф. получила диплом III-ей степени на Всесоюзном конкурсе студенческих исследовательских работ. Ныне Перепичка И. Ф. кандидат химических наук, научный сотрудник Института физической, органической и углехимии НАН Украины.

Дмитрий Демьянович Мысык женат, имеет двух сыновей, один из которых - Роман Дмитриевич Мысык пошел по стопам отца и стал химиком-органиком.

Направление современных исследований - разработка компонентов материалов для записи оптической информации в видимой и ближней ИК областях спектра. Тесно сотудничает с кафедрой "Общая химия" ДонНТУ, с группой старшего научного сотрудника, к.х.н., доцента Рублевой Л. И. в области создания теории положительного стерического эффекта у сульфонильной серы. Совместно ведется подготовка магистров по данной тематике, НИР студентов-химиков. По результатам работы оформлены отчеты, статьи, сделаны доклады на Международных конференциях. Продолжается дальнейшая работа по данной теме, получены интересные научные результаты, в том числе практическое достижение изокинетической точки по растворителю для сульфохлоридов анилидов сульфокислот.