Дмитрий Федорович Пахомов родился в 1920 году в Новосибирской области.
В октябре 1942 года Сайрамским райвоенкоматом Южно-Казахстанской области был призван в ряды Красной Армии. На фронте — с июня 1943 года.
27 февраля 1945 года механику-водителю 393-го гвардейского самоходного артиллерийского полка гвардии сержанту Д. Ф. Пахомову присвоено звание Героя Советского Союза.
Неувядаемой славой в боях за Родину покрыл себя отважный танкист Дмитрий Федорович Пахомов. Где бы ни появлялась боевая машина, ведомая Пахомовым, она сеяла среди фашистов смерть, разрушения и панику.
Сражаясь на 1-м и 2-м Украинских фронтах, а затем на 1-м Белорусском, Дмитрий Федорович прошел на своем танке более полутора тысяч километров. Отважный воин участвовал в 51 танковой атаке.
Беспримерный героизм и высокое боевое мастерство Д. Ф. Пахомов проявил в боях за город Сохачев. Враг, стремясь задержать победоносное наступление войск 1-го Белорусского фронта, днем и ночью подтягивал к Сохачеву воинские эшелоны.
17 января 1945 года передовой отряд 393-го гвардейского полка получил задание уничтожить очередной вражеский эшелон. Первым на выполнение приказа повел свою боевую машину механик-водитель Пахомов. Из пушки и пулемета ударил танк по паровозу, который тут же загорелся и сошел с рельсов. Вражеский эшелон был уничтожен.
Ночью разведка доложила командованию, что по направлению к станции движется еще один железнодорожный состав. Несмотря на плохую видимость, по болотистой местности танк нашего земляка вплотную подошел к железнодорожному полотну. Когда с ним поравнялся состав, экипаж в упор открыл огонь по паровозу. Из остановившихся вагонов в панике разбегались гитлеровцы, рвались боеприпасы. При поддержке других танков эшелон был уничтожен.
Во время наступательных боев танк, ведомый Д. Ф. Пахомовым, можно было видеть в самых трудных и опасных местах сражения. Он неоднократно врывался в отступающие колонны врага, громя и уничтожая гитлеровцев.
Дмитрий Федорович не дожил до дня Победы. 11 марта 1945 года он скончался в госпитале и похоронен на братском кладбище в городе Штатгарде.