Dimitrij Ovtcharov wurde am 2. September 1988 in Kiew, Ukraine geboren. Dass Dimitrij Ovtcharov möglicherweise mal ein großer Tischtennis-Spieler werden würde, das wurde ihm schon in die Wiege gelegt. Sein Vater Michail Ovtcharov ist ein ehemaliger sowjetischen Tischtennismeister (etwa 80 Einsätze in der Nationalmannschaft) und seine Mutter Tatjana besitzt den A-Lizenz-Trainerschein. Dementsprechend lag es auf der Hand, dass die tischtennisbegeisterten Eltern auch ihren Sohn früh förderten. Im Jahr 1992 zog die Familie dann in den Hamelner Stadtteil Tündern, wobei Vater und Sohn dem TSV Schwalbe Tündern beitraten. In der Saison 2005 stieg der Verein mit Dimitrij Ovtcharov dann in die Bundesliga auf, 2007 folgte der Wechsel zu Borussia Düsseldorf, wo Ovtcharov zusammen mit Timo Boll einige Erfolge feierte. Von Düsseldorf wechselte Dimitrij Ovtcharov zu Royal Villette Charleroi in Belgien, ehe er dann 2010 zum russischen Verein Fakel Gazprom Orenburg kam.
Im September 2006 feierte Ovtcharov sein Debüt in der deutschen Nationalmannschaft bei der EM-Qualifikation gegen Kroatien. Dieses gestaltete sich überaus erfolgreich, er konnte beide seiner Einzel gegen Adrian Crișan und Andrei Filimon gewinnen. Schon ein Jahr später gewann er bei der Tischtennis-Europameisterschaft 2007 in Belgrad den ersten Titel mit der Nationalmannschaft. Er holte Gold mit dem Team und Bronze im Einzel.
Sein wohl bisher größten Erfolg (Stand 16. März 2013) war der Gewinn der Bronzemedaille bei den Olympischen Spielen 2012 in London. Diese sicherte er sich mit einem knappen 4:3 Sieg über den Dänen Michael Maze im Viertelfinale und einem 4:2 gegen den Taiwanesen Chuang Chih-Yuan. Lediglich dem späteren Goldgewinner Zhang Jike musste sich Ovtcharov im Halbfinale geschlagen geben.
Neben all den Erfolgen musste Dimitrij Ovtcharov in seiner Tischtennis-Karriere aber auch schon eine harte Zeit durchmachen. Am 22. September 2010 wurde er nach einem positiven Dopingtest vorläufig vom Deutsche Tischtennis-Bund (DTTB) suspendiert. Gefunden wurde bei ihm das verbotene leistungsfördernde Mittel Clenbuterol. Dieses wurde sowohl in der A, als auch in der B-Probe nachgewiesen. Ovtcharov selbst bestritt die bewusste Einnahme der Substanz und vermutete die Aufnahme durch kontaminierte Nahrung während der China Open Mitte August. Nach Anhörung von Experten und der Auswertung von Indizien wurde die Suspendierung wieder aufgehoben. Auch die Anti-Doping Agenturen NADA und WADA verzichteten nach einer erneuten Untersuchung von einer verbandsinternen Kommission des DTTB auf einen Einspruch, wodurch es zu keinem Disziplinarverfahren durch den DTTB kam und Ovtcharov wieder spielen konnte.
Im Oktober 2013 feierte Ovtcharov seinen ersten Europameistertitel. Titelverteidiger Timo Boll konnte krankheitsbedingt nicht antreten, sodass Ovtcharov freie Bahn hatte. Im Finale schlug er seinen Mannschaftskollegen von Fakel Gazprom Orenburg, den Weißrussen Vladimir Samsonov, klar mit 4:0.
Mehr zu Dimitrij Ovtcharov findet man auch auf seiner Facebook-Seite: https://www.facebook.com/DimitrijOvtcharov