Родился в Днепропетровске. Во время учебы в школе часто участвовал в городских, областных и республиканских математических олимпиадах и каждый раз попадал в число победителей. В 1936 г. по окончании 10 класса (за 9 лет) был без экзаменов зачислен на 1 курс механико-математического факультета Днепропетровского государственного университета.
С июля 1941 г. - участник Великой Отечественной войны. Демобилизовался в 1975 г. в звании инженер-полковника. В 1948 г. защитил в НИИ-5 ГАУ диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук, а в 1957 г. в Академии им. Фрунзе - диссертацию на соискание ученой степени доктора технических наук. Ученое звание старшего научного сотрудника присвоено в 1951 г., профессора - в 1962 г. Награжден двумя орденами и 16 медалями. В течение ряда лет консультировал Госплан СССР. Более 35 лет являлся профессором экономического факультета МГУ, с 1994 г. - профессор Высшей школы экономики. В 1982 г. Международным обществом по математическому программированию и Американским математическим обществом присвоена премия имени Фалкерсона по дискретной математике. В 1993 г. Д.Б. Юдину присвоено звание «Заслуженный деятель науки и техники РСФСР». В 1994 г. он избран действительным членом Нью-Йоркской академии наук.
Д.Б. Юдиным опубликовано 18 монографий по различным разделам математического программирования, по теории и методам принятия решений, а также более 200 научных работ в различных периодических изданиях.