Роден е на 17 май 1983 в София. Син на Капка Георгиева (журналистка, по-късно омъжена за Волен Сдеров и разведена с него) и Кин Стоянов. Внук е на писателя Радой Ралин.

2005 - избран за народен представител от 24 МИР-София с листата на Коалиция "Атака". Временен парламентарен секретар (11 юли 2005 г. - 8 март 2006 г.);  заместник-председател на комисията по европейски въпроси (24 август 2005 г - 20 май 2007); член на комисията по гражданското общество и медии (24 август 2005 г. - 20 май 2007); член на временната комисия (11 май 2006 - 11 юни 2006 г.) по искането на Борис Велчев, главен прокурор на Република България, за даване на разрешение за възбуждане на наказателно преследване срещу Волен Сидеров.

Член на групата на наблюдателите в Европейския парламент (26 август 2005 - 31 декември 2006) от Национално обединение "Атака".

На заседанието си на 20 декември 2006 г. Народното събрание на Република България приема Решение за избиране на членове на Европейския парламент. Сред избраните е и Д. Стоянов (1 януари 2007 - 5 юни 2007).

На 20 май 2007 г. за пръв път се избират с пряко гласуване народни представители от България в Европейския парламент. В тези избори Димитър Стоянов печели депутатско място в ЕП.

На 7 юни 2009 г. в поредните избори за Европейски парламент, за втори път се избират народни представители от България с пряко гласуване, а Димитър Стоянов отново е включен в листата на Национално обединение "Атака" и става евродепутат.

Присъствието на Димитър Стоянов на политическата сцена често е свързано със скандално поведение. Един от многото примери е случилото се на 14 декември 2005 г. в залата на Европарламента в Страсбург. Димитър Стоянов предизвиква скандал след изказване на депутатката Елс де Гроен, в което тя заявява, че в българския парламент има неофашистка партия, „опасна и дискриминационна" и че 86 сдружения в България съдят Волен Сидеров за ксенофобски изказвания. Стоянов от своя страна се обръща към Елс де Гроен с думите “лъжкиня, клеветничка, нямаш доказателства".

През 2011 г. сключва брак и му се ражда дъщеря.

Заедно с майка си Капка Георгиева напуска "Атака" (след личностен конфликт с лидера Волен Сидеров)  и основава нова Националдемократическа партия.