После окончания в 1780 году Морского кадетского корпуса мичман Сенявин Д.Н. на корабле «Князь Владимир» участвовал в плавании к Лиссабону и обратно. Проявив в походе «отличное радение в службе», был замечен командованием, по возвращении из плавания в 1782 году молодого офицера направили сначала на Азовскую флотилию, а затем на Черноморский флот.
В 1783 году 20-летний Дмитрий Сенявин получил чин лейтенанта и назначение флаг-офицером при контр-адмирале Мекензи Ф.Ф., который занимался вопросами строительства Ахтиарского порта (Севастополя) – будущей главной базы русского флота. В 1786 году Сенявина назначили командиром пакетбота «Карабут», курсировавшего между Севастополем и Константинополем, доставляя дипломатическую почту послу в Турцию.
Сенявин участвовал в Русско-турецкой войне 1787—1791 годов. В мае 1787 года он был произведен в капитан-лейтенанты и назначен флаг-капитаном при контр-адмирале Войновиче М.И. 3 июля 1788 года на корабле «Преображение господне» участвовал в сражении с турецким флотом у о. Фидониси. Являясь в это время генеральс-адъютантом Потемкина Г.А., был им послан с донесением о победе в Петербург. Императрица Екатерина II подарила Сенявину золотую табакерку, осыпанную бриллиантами, которой он очень гордился.
Осенью 1788 года, в течение двух месяцев, во время осады Очакова Дмитрий Сенявин, уже в чине капитана 2-го ранга, командовал отрядом из 4 судов, действовавших против турецких кораблей, помогавших осажденным. Ему удалось уничтожить 13 турецких транспортов, за что Сенявин получил орден Святого Георгия 4-й степени. В 1789 году Сенявин провел в Севастополь корабль «Владимир», стоявший во льдах между Очаковом и Кинбурном, был пожалован орденом Святого Владимира 4-й степени с бантом. Командовал кораблем «Иосиф II», а затем «Навархия». Сражаясь в составе эскадры Ушакова Ф.Ф., летом 1791 года отличился в сражении у м. Калиакрия.
По рекомендации Ушакова в 1792 году Дмитрий Николаевич был назначен командиром корабля «Александр Невский». А через четыре года Сенявин был произведен в капитаны 1-го ранга и назначен командиром 74-пушечного линейного корабля «Святой Петр». На нем он участвовал в Средиземноморской экспедиции Ушакова Ф.Ф. в 1798—1799 годах, предпринятой с целью ограничения захватнической политики Франции. Действия Сенявина в этом походе заслужили высшую оценку Ушакова. При овладении Ионическими островами Дмитрий Николаевич командовал объединенным русско-турецким отрядом. Его решительные действия при захвате крепости на о. Св. Мавры были высочайше отмечены орденом Святой Анны 2-й степени и чином капитана генерал-майорского ранга. В тяжелом сражении за остров и крепость Корфу «Святой Петр» являлся флагманским кораблем эскадры, а Сенявин был ближайшим помощником командующего в организации успешного штурма. Действия Дмитрия Николаевича в Средиземноморье принесли ему широкую известность и заслуженный авторитет.
По возвращении эскадры Ушакова Ф.Ф. в Севастополь в 1800 году Сенявина Д.Н. назначили командиром Херсонского порта, а через три года он был произведен в контр-адмиралы и стал командиром порта в Севастополе. В 1804 году Сенявин назначается флотским начальником в Ревель, где он и находился до 1805 года В этом году Дмитрий Николаевич был поставлен во главе русской эскадры, отправлявшейся в Средиземное море для боевых действий против наполеоновской Франции. В августе 1805 года Сенявин получил чин вице-адмирала и назначение главнокомандующим русских вооруженных сил на Средиземном море. В сентябре 1805 года из Кронштадта он во главе эскадры отправился на защиту Ионических островов как базы русского флота. В декабре 1806 года Турция объявила войну России, в боевые действия вступил и русский флот на Средиземном море. 10—11 мая 1807 года произошло знаменитое Дарданелльское сражение. 19 июня у полуострова Афон Сенявин нанес турецкому флоту сокрушительное поражение. За блестящую победу в Афонском сражении Сенявин был награжден орденом Святого Александра Невского.