Дмитрий Дмитриевич Обломиевский родился 14 (27) сентября 1907 года в Орле.

В 1930 году он окончил Ленинградский государственный университет. Еще аспирантом опубликовал свои первые литературоведческие работы — о поэзии В. Маяковского, Б. Пастернака, о творчестве Г. Фильдинга и О. Бальзака.

С начала Великой Отечественной войны Обломиевский был мобилизован и назначен начальником радиовещания владивостокского Дома Военно-Морского Флота. Еще до окончания войны Обломиевского назначили редактором Военно-Морского издательства.

После демобилизации был главным редактором французского издания журнала "Интернациональная литература", затем — "Советская литература".

С 1950 года и до конца своей жизни Обломиевский работал в Институте мировой литературы им. М. Горького АН СССР. В 1958 году им была защищена докторская диссертация "Основные этапы творческого пути Бальзака".

Основной предмет исследований литературоведа — история французской литературы от классицизма до начала ХХ века. Цикл очерков о французских писателях-романтиках постепенно сложился в книгу "Французский романтизм" (1947). Книга "Бальзак. Этапы творческого пути" (1961) отразила интерес к развитию реалистического направления во французской литературе.

Затем исследователь обратился к изучению предшествующей им литературы и написал монографии: "Литература французской революции 1789-1794" (1964) и "Французский классицизм" (1968).

Обломиевским написаны основные разделы второго тома "Истории французской литературы. 1789-1870". Ему принадлежат также работы о Д. Дидро, П. Ж. Беранже, П. Мериме, Г. Флобере, Э. Золя, А. Франсе. При непосредственном участии Обломиевского выходили Собрания сочинений Бальзака и Золя.

Внезапная смерть 21 мая 1971 года помешала Д. Д. Обломиевскому полностью завершить его многолетний труд "Французский символизм". С упоминанием об этом книга была издана посмертно.